Was ist Industrie 4.0 und wie funktioniert es?

Was könnten Sie durch Optimierung der Abläufe für Ihr Unternehmen erreichen? Maximieren Sie die Wirkung Ihrer Initiativen und Ziele der digitalen Transformation, indem Sie Maschinen und Menschen mit Industrie 4.0-Lösungen von PTC in Echtzeit miteinander vernetzen.
Durch Automatisierung und Echtzeitanalysen erkennen Sie die Vorteile echter unternehmensweiter Konnektivität. Nutzen Sie diese Initiativen in Ihrem Unternehmen, um die Effizienz zu steigern, Ihr Angebot zu differenzieren und die Konkurrenz zu übertreffen.

Was ist Industrie 4.0?

Industrie 4.0 ist der nächste Schritt in der Evolution der Fertigung, basierend auf der Idee, dass Maschinen in der Lage sein sollten, miteinander zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten, um neue Produkte und Dienstleistungen zu schaffen. Auch bekannt als die „vierte industrielle Revolution“, verändern Industrie 4.0-Lösungen schon jetzt dauerhaft die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten – und sie haben enorme Auswirkungen auf die Weltwirtschaft. Industrie 4.0 ist die Anwendung von Technologie zur digitalen Transformation der Arbeitsweise von Industrieunternehmen. Zu diesen Technologien zählen das Industrial IoT, Automatisierung und Robotik, Predictive Maintenance, Simulation, additive Fertigung und IoT-Analysen. Industrie 4.0 wird von der Notwendigkeit vorangetrieben, die Effizienz zu steigern und agiler zu werden, um auf unvorhersehbare Marktbedingungen zu reagieren, die Qualität zu verbessern und neue Geschäftsmodelle zu ermöglichen.

Geprägt wurde der Begriff von Klaus Schwab, Gründer und Vorstandsvorsitzender des Weltwirtschaftsforums. Unsere Fertigungslösungen sind den Anfänge der industriellen Revolution heute über ein Weites hinaus – und Unternehmen wie Ihres profitieren von diesen Fortschritten durch Initiativen zur digitalen Transformation.

Wie verändern Industrie 4.0-Technologien die Fertigung?

Industrie 4.0-Technologien revolutionieren die Fertigung durch die Automatisierung von Prozessen, die Vernetzung von Geräten über IoT zur Überwachung in Echtzeit und die Nutzung von Big Data für datenbasierte Entscheidungen. Die additive Fertigung ermöglicht eine agile und angepasste Produktion, während digitale Zwillinge Prozesse virtuell optimieren. Maßnahmen zur Cybersicherheit schützen vor Bedrohungen, und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine steigert die Produktivität. Zusammen rationalisieren diese Fortschritte den Betrieb, verbessern die Effizienz und fördern die Innovation und verwandeln die Fertigungsunternehmen in intelligente, datenbasierte Systeme.
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Evolution der Industrie 4.0

Erste industrielle Revolution

Die erste industrielle Revolution im Jahr 1760 war gekennzeichnet durch den Übergang von Handarbeit und Kraft der Tiere zu mit Dampf und Wasserkraft betriebenen Maschinen. Diese erste Revolution zeigt sich zuerst vor allem in der Textilindustrie, der Eisenindustrie, der Landwirtschaft und im Bergbau.

Zweite industrielle Revolution

Die technologische Revolution begann ein Jahrhundert später im Jahr 1871 mit ausgedehnten Eisenbahn- und Telegrafennetzen. Diese Fortschritte ermöglichten es den Fabriken, eine moderne Fertigungslinie zu entwickeln, was Massenproduktion ermöglichte und den Herstellungsprozess in gewissem Maße automatisierte.

Dritte industrielle Revolution

Gegen Ende des 20. Jahrhunderts begann die digitale Revolution. Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs wurden Computer, fortschrittliche Telekommunikation und Datenanalyse entwickelt. In der Fabrik begann die Digitalisierung mit der Einbettung von SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen) in Anlagen, um Prozesse zu automatisieren und mit der Datenerfassung zu beginnen.

Vierte industrielle Revolution

Im Jahr 2011 verwendete die Bundesregierung den Begriff "Industrie 4.0", um ein Digitalisierungsprojekt für die Fertigung zu beschreiben. Daraus entwickelte sich schnell eine Reihe von Empfehlungen für die Implementierung von Technologie, die die digitale Transformation in großem Maßstab in Gang setzt.

Industrie 4.0 erweitern

Vorteile von Industrie 4.0

Gesteigerte Produktivität und Effizienz

Industrie 4.0 steigert die Produktivität und Effizienz durch die Automatisierung, die Rationalisierung von Prozessen und die Reduzierung manueller Arbeit. Datenanalysen optimieren die Zuordnung von Ressourcen und Produktionsplänen, während Predictive Maintenance Ausfallzeiten minimiert. Die Integration der Lieferkette verbessert die Koordination, und die anpassbare Fertigung reagiert schnell auf geänderte Anforderungen und maximiert den Output bei minimalem Ausschuss.

Industrie 4.0 steigert die Produktivität und Effizienz durch die Automatisierung, die Rationalisierung von Prozessen und die Reduzierung manueller Arbeit. Datenanalysen optimieren die Zuordnung von Ressourcen und Produktionsplänen, während Predictive Maintenance Ausfallzeiten minimiert. Die Integration der Lieferkette verbessert die Koordination, und die anpassbare Fertigung reagiert schnell auf geänderte Anforderungen und maximiert den Output bei minimalem Ausschuss.

Höhere Qualität und Leistung

Industrie 4.0 verbessert die Qualität und den Output durch Automatisierung, minimiert Fehler und verbessert die Konsistenz. Die Analyse von Daten optimiert Prozesse, identifiziert verbesserungswürdige Bereiche und reduziert Fehler. IoT-Sensoren ermöglichen die Überwachung in Echtzeit, um die Qualität der Produkte zu gewährleisten, während die flexible Fertigung eine Anpassung ermöglicht und so unterschiedliche Kundenanforderungen effizient erfüllt.

Industrie 4.0 verbessert die Qualität und den Output durch Automatisierung, minimiert Fehler und verbessert die Konsistenz. Die Analyse von Daten optimiert Prozesse, identifiziert verbesserungswürdige Bereiche und reduziert Fehler. IoT-Sensoren ermöglichen die Überwachung in Echtzeit, um die Qualität der Produkte zu gewährleisten, während die flexible Fertigung eine Anpassung ermöglicht und so unterschiedliche Kundenanforderungen effizient erfüllt.

Verbesserte Sicherheit

Industrie 4.0 erhöht die Sicherheit durch Predictive Maintenance, Remoteüberwachung und die Verringerung der Exposition von Menschen in gefährlichen Umgebungen. Augmented Reality und das IoT helfen beim Training, der Datenanalyse zur Identifizierung von Risiken und der Transparenz der Lieferkette zur Gewährleistung von Sicherheitsstandards in allen Prozessen, was zu sichereren Arbeitsplätzen führt.

Industrie 4.0 erhöht die Sicherheit durch Predictive Maintenance, Remoteüberwachung und die Verringerung der Exposition von Menschen in gefährlichen Umgebungen. Augmented Reality und das IoT helfen beim Training, der Datenanalyse zur Identifizierung von Risiken und der Transparenz der Lieferkette zur Gewährleistung von Sicherheitsstandards in allen Prozessen, was zu sichereren Arbeitsplätzen führt.

Verbesserte Zusammenarbeit

Industrie 4.0 fördert die Zusammenarbeit durch digitale Plattformen, die eine nahtlose Kommunikation über Lieferketten hinweg ermöglichen. Das IoT erleichtert den Datenaustausch in Echtzeit und optimiert die Koordination zwischen den Stakeholdern. Tools für die virtuelle Zusammenarbeit verbessern die Remote-Teamarbeit, während KI-gesteuerte Analysen Einblicke für fundierte Entscheidungen liefern und so eine agile und effiziente Zusammenarbeit in dynamischen Umgebungen fördern.

Industrie 4.0 fördert die Zusammenarbeit durch digitale Plattformen, die eine nahtlose Kommunikation über Lieferketten hinweg ermöglichen. Das IoT erleichtert den Datenaustausch in Echtzeit und optimiert die Koordination zwischen den Stakeholdern. Tools für die virtuelle Zusammenarbeit verbessern die Remote-Teamarbeit, während KI-gesteuerte Analysen Einblicke für fundierte Entscheidungen liefern und so eine agile und effiziente Zusammenarbeit in dynamischen Umgebungen fördern.

Senkung der Betriebskosten

Industrie 4.0-Technologien senken die Betriebskosten in den Bereichen Arbeit, Service vor Ort, Material und Einhaltung von Vorschriften sowie die Gemeinkosten und sorgen für rentable Service- und Fertigungsunternehmen.

Industrie 4.0-Technologien senken die Betriebskosten in den Bereichen Arbeit, Service vor Ort, Material und Einhaltung von Vorschriften sowie die Gemeinkosten und sorgen für rentable Service- und Fertigungsunternehmen.

Anwendungsfälle für die intelligente Fertigung

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Anlagen-Benchmarking

 Verbessern Sie die Datensammlung und -analyse von sämtlichen Betrieben, Anlagen, Produktionsstraßen usw. Machen Sie sich ein klareres Bild von der Leistung, damit Sie sinnvollere Maßnahmen zur Verbesserung einleiten können. Mehr erfahren
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Erhöhung der Mitarbeiterproduktivität

 Führen Sie Technologie ein, um Ihren wichtigsten Aktivposten zu stärken: die Mitarbeiter in der Fertigung. Stärken Sie die digitale Arbeitswelt, um massive Effizienzzuwächse zu erzielen. Mehr erfahren
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GAE verbessern

 Die digitale Fertigung kann bei der Suche und Beseitigung unentdeckter Ineffizienz bislang nicht überwachte KPIs aufdecken. Minimieren Sie vermeidbare CAPEX-Kosten und Ausfallzeiten, und verkürzen Sie die Umrüstzeit. Mehr erfahren
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Den Digital Thread auf die Fertigung ausdehnen

 Starten Sie die Fertigung parallel zur technischen Entwicklung, und halten Sie sich über aktuelle Konstruktionsänderungen stets auf dem Laufenden. Beschleunigen Sie die Produktion und senken Sie nicht qualitätsrelevante Kosten über einen nahtlosen digitalen Thread. Mehr erfahren
Welche Technologien stehen hinter Industrie 4.0?

Industrial IoT

Verschaffen Sie Ihren Teams mit dem Industrial IoT Einblicke in Echtzeit, und sorgen Sie für Transparenz bei Menschen, Produkten, Anlagen und Leistungsdaten. Erfahren Sie, wie industrielle Konnektivität Ihre Fertigungsabläufe transformieren und für positive Effekte im zweistelligen Bereich sorgen kann.

KI und Machine Learning

Erkennen Sie Fehlersignale, treffen Sie kritische Service-Entscheidungen und verhindern Sie ungeplante Ausfallzeiten mit industrieller künstlicher Intelligenz. Lesen Sie, wie KI und Machine Learning dazu beitragen können, bessere Vorhersagemodelle zu erstellen.

Digitaler Zwilling

Digital Twins werden mehr und mehr zur besten Möglichkeit für Unternehmen, die Art und Weise ihrer Datennutzung zu transformieren und den Mehrwert von Initiativen zur digitalen Transformation zu vervielfachen. Erfahren Sie, warum dies eine strategische Voraussetzung für die digitale Transformation ist.

Computer-Aided Design

Verbessern Sie die Entwürfe Ihres Entwicklungsteams im Hinblick auf die Bearbeitungseignung, um die Betriebskosten bei der Produktion zu senken. Entwerfen, entwickeln und dokumentieren Sie innovative Produkte mit Tools für parametrische Modellierung, generatives Design sowie Simulation und Analyse.

Augmented Reality

Erfahren Sie, wie Sie mithilfe von Lösungen für industrielle Augmented Reality die Effizienz und Sicherheit Ihrer Mitarbeiter verbessern können. Verbessern Sie Ihre Schulungs-, Onboarding- und Weiterbildungsprogramme mit erweiterten Arbeitsanweisungen, Erfassung und Transfer von Expertenwissen und mehr.

Produktlebenszyklus-Management

Stellen Sie sicher, dass Ihre Teams über aktuelle Produktdaten verfügen, die sicher und im Kontext bereitgestellt und mit Daten-Governance- und Verfolgbarkeitsprozessen verwaltet werden. Mit besseren Produktdaten können Teams die Time-to-Market verringern, die Produktivität steigern und die Kosten senken.

Cloud Computing

Die hybride Cloud ist ein Kernelement, das zur Effizienzsteigerung beiträgt und die Differenzierung vom Wettbewerb fördert. Dieser Computing-Ansatz trägt dazu bei, die Rechenleistung zu steigern und gleichzeitig die Sicherheit und Ausfallsicherheit zu verbessern.

Edge Computing

Edge-Computing hat den Vorteil, dass die Übertragungskosten und die Antwortzeiten minimiert werden.

Cybersicherheit

Die Cybersicherheit wird durch robuste Verschlüsselung, KI-gestützte Bedrohungserkennung und proaktive Maßnahmen zum Schutz vernetzter Systeme und sensibler Daten gestärkt.

Additive Fertigung

Verbessern Sie die additive Fertigung durch die KI-gesteuerte Konstruktionsoptimierung, Echtzeit-Überwachung und Integration in die Lieferkette, um die Produktion zu beschleunigen und Innovationen bei Materialien und Prozessen zu fördern.

Lösungen für die Fertigung 4.0

Predictive Maintenance

Die Fertigung 4.0 nutzt Predictive Maintenance, um Ausfälle von Anlagen vorherzusehen, bevor sie auftreten. Durch die Integration von IoT-Sensoren, KI-Algorithmen und Datenanalysen werden Maschinen in Echtzeit überwacht, Anomalien erkannt und der Wartungsbedarf vorhergesagt. Dieser proaktive Ansatz minimiert Ausfallzeiten, senkt die Wartungskosten und optimiert die Leistung der Anlagen, was letztlich die Produktivität steigert und die Lebensdauer der Assets verlängert.

Zusammenarbeit bei der Konstruktion von Produkten

Manufacturing 4.0 verbessert die gemeinsame Konstruktion von Produkten durch eine Cloud-basierte Zusammenarbeit in Echtzeit, VR/AR-Simulationen und KI-gesteuerte Designoptimierung und sorgt so für effiziente Teamarbeit, Innovation und eine hochwertige Produktentwicklung.

Agile Fertigung

Agile Fertigung 4.0 fördert die agile Fertigung mit IoT-Monitoring, Echtzeit-Analysen und flexiblen Produktionsprozessen, die schnelle Reaktionen auf Marktänderungen und eine optimierte Ressourcennutzung gewährleisten.

Optimierung der Lieferkette

Die Fertigung 4.0 optimiert die Lieferkette durch Echtzeit-Datenaustausch, IoT-fähige Überwachung und KI-basierte Analysen. Sie verbessert die Transparenz, rationalisiert die Logistik und verbessert das Bestandsmanagement, wodurch Zykluszeiten und Kosten reduziert werden.

Industrie 4.0-Lösungen bei PTC

Digital Performance Management

ThingWorx Digital Performance Management hilft Ihnen dabei, Problemlösungsmöglichkeiten zu identifizieren, zu priorisieren, zu verwalten und zu überwachen, um den größten potenziellen GuV-Effekt zu erzielen.

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Connected Work Cell

ThingWorx Connected Work Cell rationalisiert die Bereitstellung von Informationen für Mitarbeiter in Service und Produktion, indem es wichtige Daten aus verschiedenen Datensilos in einer vereinfachten visuellen Anwendung zusammenfasst.

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Asset-Überwachung und -Nutzung

Die ThingWorx Asset-Überwachung und -Nutzung unterstützt Fertigungsunternehmen dabei, bestehende Assets zu vernetzen, sie in Echtzeit per Fernzugriff zu überwachen, Warnmeldungen bei abnormalen Bedingungen zu generieren und mit Tools für Datentrends und -analysen wichtige Erkenntnisse zu gewinnen.

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Die Zukunft von Industrie 4.0

Die Zukunft von Industrie 4.0 verspricht eine tiefere Integration digitaler Technologien wie KI, IoT und Robotik und revolutioniert die Fertigung mit intelligenten, autonomen Systemen. Fortschritte in der Datenanalyse werden die Predictive Maintenance und die Ressourcenoptimierung vorantreiben, während die Zusammenarbeit mit Robotern und die virtuelle Realität die Fähigkeiten der Arbeitskräfte verbessern. Die Lieferketten werden durch Blockchain und das IoT agiler und transparenter werden. Industrie 4.0 wird die Produktionsprozesse in Zukunft neu definieren und Innovation, Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit auf dem globalen Markt fördern.
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Willkommen bei der Podcast-Serie Lean Manufacturing!

In den Diskussionen diskutieren unsere fachkundigen Gäste ihre individuellen Perspektiven auf das Industrial Internet of Things (IIoT) und gehen auf kritische Aspekte der Fertigung ein. Im Laufe der Serie erkunden wir, wie das IIoT die Effizienz der Fertigung revolutionieren und Ihrer Organisation einen erheblichen Nutzen bringen kann.

Hören Sie sich die Episoden auf Apple Podcasts und Spotify an, oder erfahren Sie hier mehr. Diese interessante Serie dürfen Sie nicht verpassen!
Jetzt reinhören!
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FAQ

Welche Branchen werden durch Industrie 4.0 transformiert?

In industriellen Umgebungen transformiert Industrie 4.0 die Fertigungsunternehmen, die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Chemie-, Öl- und Gasindustrie, den Bergbau, die Energieerzeugung, den Schwermaschinenbau, das Baugewerbe sowie die Logistik- und Lieferkettenindustrie durch Automatisierung, IoT, KI und Datenanalysen für optimierte Prozesse, Predictive Maintenance und verbesserte Sicherheit und Nachhaltigkeit.

Was sind die Merkmale einer intelligenten Fabrik?

Eine intelligente Fabrik zeichnet sich durch Automatisierung, Konnektivität und datenbasierte Entscheidungsfindung aus. Sie setzt IoT-Geräte, Robotik, KI und Datenanalysen ein, um Produktionsprozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern, Ausfallzeiten zu reduzieren, Qualität zu gewährleisten und die Überwachung und Steuerung von Betriebsabläufen in Echtzeit für eine agile und reaktionsfähige Fertigung zu ermöglichen.

IT/OT-Integration

Die Integration der Informationstechnologie (Information Technology, IT) und der Betriebstechnologie (Operational Technology, OT) rationalisiert den Datenfluss, verbessert die Entscheidungsfindung, steigert die Effizienz und ermöglicht Predictive Maintenance in industriellen Umgebungen. Sie ermöglicht die Überwachung in Echtzeit, die Optimierung von Prozessen und eine bessere Zuordnung von Ressourcen, was zu geringeren Ausfallzeiten, höherer Produktivität und besserer Gesamtleistung führt.

Maßgeschneiderte Fertigung

Die Industrie 4.0-fähige, maßgeschneiderte Fertigung verbindet Flexibilität mit Effizienz. Sie nutzt digitale Technologien wie KI, IoT und Datenanalysen, um Prozesse zu optimieren, Zykluszeiten und Kosten zu reduzieren und gleichzeitig individuelle Kundenanforderungen zu erfüllen. Dateneinblicke in Echtzeit ermöglichen agile Anpassungen, die Qualität und Innovation sicherstellen, die Kundenzufriedenheit verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit in dynamischen Märkten erhalten.

Lieferkette

Industrie 4.0 transformiert Lieferketten durch mehr Transparenz, Agilität und Effizienz. IoT-Sensoren und KI-Analysen ermöglichen Echtzeit-Überwachung und Predictive Maintenance, wodurch Ausfallzeiten und Bestandskosten reduziert werden. Die Blockchain sorgt für transparente und sichere Transaktionen, während datenbasierte Insights die Logistik, das Bestandsmanagement und die Nachfrageprognose optimieren und so schnellere Antworten auf Marktänderungen sowie eine bessere Gesamtleistung und Kundenzufriedenheit ermöglichen.
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Direktkontakt für weitere Informationen

PTC geht anders an die digitale Transformation der Fertigung heran: Ausgehend von einer Geschäftsanforderung wird die richtige Technologie ausgewählt. Kontaktieren Sie uns, um zu besprechen, wie Sie die Produktivität Ihrer Anlagen und Ihrer Mitarbeiter transformieren können.
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