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Von zentraler Bedeutung für das Verständnis ist,
dass sich die ersten beiden Dimensionen (Smart
Factory und Smart Products) auf die physische
Welt beziehen, während die beiden anderen
(Smart Operations und Data-driven Services) die
virtuelle Abbildung der physischen Dimensionen
repräsentieren. Industrie 4.0 ist nach diesem
Konzept die Verbindung von physischer und virtueller
Welt.
Smart Factory: Die erfolgreiche Umsetzung von
Industrie 4.0 ermöglicht eine dezentrale und
hochautomatisierte Produktion. Im Gegensatz
zur klassischen Fertigung werden intelligente
Werkstücke den Fertigungsprozess steuern und
überwachen und sich in der finalen Ausbaustufe
eigenständig durch die Fertigung lenken. Dies
geschieht in der Umgebung der Smart Factory.
Die Smart Factory beschreibt dabei eine Produktionsumgebung,
in der sich Fertigungsanlagen
sowie Logistiksysteme ohne menschliche Eingriffe
weitgehend selbst organisieren. Die
Grundlage hierfür sind cyber-physische Systeme
(CPS). Diese bilden die Verbindung zwischen der
physischen und virtuellen Welt, indem sie über
eine IT-Infrastruktur, das „Internet der Dinge“,
kommunizieren. Darüber hinaus umfasst Industrie
4.0 die intelligente Datenaufnahme, -speicherung
und -verarbeitung zur Erzeugung eines
digitalen Abbilds. Das Konzept der Smart Factory
gewährleistet also eine effizientere Informationsbereitstellung
und Ressourcennutzung. Produktionsanlagen,
Informationssysteme und
Menschen müssen über die Unternehmensgrenzen
hinweg in Echtzeit zusammenwirken. Durch
diese vernetzten Systeme entstehen große
Datenmengen, die verarbeitet, analysiert und in
Entscheidungsmodelle eingebunden werden.
Smart Products: Um eine automatisierte, flexible
und effiziente Produktion zu ermöglichen, sind
Smart Products als Baustein eines Gesamtkonzepts
„Smart Factory“ nötig. Physische Produkte
werden mit IKT-Komponenten (zum Beispiel
Sensoren, RFID, Kommunikationsschnittstelle)
ausgestattet, um Informationen über die
Umwelt und den eigenen Zustand zu sammeln.
Erst wenn die Produkte Daten sammeln, ihren
Weg durch die Produktion kennen und mit den
übergeordneten Systemen kommunizieren, können
Produktionsprozesse in Echtzeit selbstständig
verbessert und gesteuert werden. Zudem
kann der Zustand der einzelnen Produkte überwacht
und optimiert werden. Mögliche Einsatzfelder
gehen über die eigentliche Produktion
hinaus. Durch den Einsatz von Smart Products in
der Nutzungsphase werden neue Dienstleistungen
erst möglich, etwa durch die Kommunikation
zwischen Kunden und Hersteller.
Data-driven Services: Die Dimension Data-driven
Services zielt auf die Ausrichtung zukünftiger
Geschäftsmodelle sowie auf die Steigerung
des Kundennutzens ab. Das After-Sales- und Servicegeschäft
wird zunehmend auf der Auswertung
und Analyse aufgenommener Daten basieren
und sich der unternehmensweiten
Vernetzung bedienen. Die physischen Produkte
müssen dabei selbst mit physischer IT ausgestattet
sein, damit sie für die betrieblichen Prozesse
notwendige Informationen senden, empfangen
oder verarbeiten können. Sie haben
damit eine physische und digitale Komponente,
die wiederum Basis für digitalisierte Dienstleistungen
in der Nutzungsphase der Produkte sind.
Smart Operations: Ein zentrales Merkmal von
Industrie 4.0 ist die unternehmensinterne und
unternehmensübergreifende Vernetzung der
physischen und virtuellen Welt. Durch den Einzug
der Digitalisierung und die damit verbundene
Datenverfügbarkeit im Produktions- und
Logistikumfeld sind teilweise völlig neue Formen
und Ansätze der Produktionsplanung und -steuerung
(PPS) sowie des Supply-Chain-Managements
(SCM) realisierbar. Smart Operations
umfassen damit die technischen Voraussetzung
in der Produktion und Produktionsplanung zur
Realisierung des selbst steuernden Werkstückes.
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