Wie Industrie 4.0 unser Leben umkrempelt Eine Einführung in die Begriffswelt

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1 Wie Industrie 4.0 unser Leben umkrempelt Eine Einführung in die Begriffswelt Prof. Dr. Jürg Luthiger Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik Institut für Mobile und Verteilte Systeme

2 Zu meiner Person Beruflicher Werdegang Studium Maschineningenieurwesen (ETH Zürich) Nachdiplomstudium Mechatronik (ETH Zürich) Entwicklungsingenieur Robotikabteilung (Stäubli AG, Horgen) Dissertation in der Robotik (ETH Zürich) Dozent für Informatik (FH Solothurn) Institutsleiter IMVS (FH Nordwestschweiz) Privat Verheiratet und Vater von 2 Kindern Wohnhaft in Horw, Luzern Mitglied Einwohnerrat Horw 2

3 Begriffe rund um Industrie 4.0 Bildreferenz: blog.vdi.de 3

4 Begriffe rund um Industrie 4.0 Bildreferenz: blog.vdi.de 4

5 Industrie 4.0 (I40) vs. Internet of Things (IoT) vs. Digitalisierung vs. Digitale Transformation I40 und IoT sind zentrale Begriffe der Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft. Digitalisierung wird als Vorgang bezeichnet, der die Überführung analoger Grössen in diskrete Werte vollzieht mit dem Zweck, sie elektronisch speichern und bearbeiten zu können. als Wandel hin zu elektronisch gestützten Prozessen mittels Informations- und Kommunikationstechnik bezeichnet. Der Wandel, der Transformationsprozess wird Digitale Transformation genannt. 5

6 Industrie 4.0 Internet of Things Industrie 4.0 (I40) ist ein wirtschaftlich-industrielles Konzept für die digitale Vernetzung von Menschen, Maschinen und Produkten. In Deutschland wird das Konzept Industrie 4.0 genannt, im englischsprachigen Raum Industrial Internet (II). Das Internet of Things (IoT) ist ein verbraucher-orientiertes Konzept für die Nutzung von digitalisierten und vernetzten Produkten und Geräten. Fahrzeuge, Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik und viele andere Objekte des täglichen Lebens sammeln und tauschen Informationen über ihren Gebrauch, ihre Umgebung und Nutzer aus. 6

7 II + IoT = IIoT = Industrie 4.0 Industrial Internet + Internet of Things = Industrial Internet of Things = Industrie 4.0 Durch das Internet getrieben, wachsen reale und virtuelle Welt zu einem Industrial Internet of Things zusammen. IIoT verknüpft lernfähige Maschinen, Big Data-Technologien, Sensortechnik, M2M-Kommunikation und Automatisierungstechnik. Die engere Vernetzung der digitalen Welt mit der physischen Welt birgt das Potenzial für tiefgreifende Veränderungen der globalen Industrie und für viele Aspekte des privaten wie gesellschaftlichen Leben. Vierte industrielle Revolution 7

8 Die vier industriellen Revolutionen Erste industrielle Revolution durch Einführung mechanischer Produktionsanlagen mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft Zweite industrielle Revolution durch Einführung Massenproduktion und Fertigungsstrassen Dritte industrielle Revolution durch Einsatz von Elektronik zur weiteren Automatisierung der Produktion Vierte industrielle Revolution auf Basis cyberphysischer Systeme und IT Netzwerke 8

9 Cyberphysische Systeme (CPS) CPS bauen auf dem Konzept vom IoT auf. CPS koppeln physische, biologische und/oder bautechnische Komponenten als Sensoren und Aktoren, die über eingebettete Systeme integriert, überwacht und gesteuert werden. CPS können automatisiert und autonom agieren. CPS nutzen informations- und softwaretechnischen Komponenten, um über eine Kommunikationsinfrastruktur wie das Internet miteinander zu kommunizieren. 9

10 IT Netzwerke Riesige Auswahl an Netzwerktechnologien Netzwerkprotokolle Netzwerkarten aber das Internet und die Internetprotokolle dominieren. Grosse Anstrengungen werden unternommen, um Netzwerkprotokolle mit den Internetprotokollen zu konvergieren. 10

11 Chancen und Risiken von Industrie 4.0 Chancen Marktvorteile durch Schnelligkeitsgewinne Effizienz- und Effektivitätsgewinn Gesteigerte Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit Kostenvorteile Eröffnung neuer Geschäftsfelder oder neuer Geschäftsmodelle Einklang von Massenproduktion und individualisierter Fertigung Risiken Verlust von Kontrolle: Entscheide werden an autonome Systeme delegiert Komplizierte Systeme und komplexe Strukturen sind schwieriger zu beherrschen Öffnung der IT nach aussen birgt Risiken bezüglich Datenschutz, Schutz des geistigen Eigentums und ermöglicht die Manipulation der Produktionssystem Referenz: 11

12 Persönliche Einschätzung Chancen Marktvorteile durch Schnelligkeitsgewinne Effizienz- und Effektivitätsgewinn Gesteigerte Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit Kostenvorteile Eröffnung neuer Geschäftsfelder oder neuer Geschäftsmodelle Einklang von Massenproduktion und individualisierter Fertigung Risiken Verlust von Kontrolle: Entscheide werden an autonome Systeme delegiert Komplizierte Systeme und komplexe Strukturen sind schwieriger zu beherrschen Öffnung der IT nach aussen birgt Risiken bezüglich Datenschutz, Schutz des geistigen Eigentums und ermöglicht die Manipulation der Produktionssystem Referenz: 12

13 Meine Zusammenfassung Die vierte industrielle Revolution hat mit der Digitalisierung begonnen. Für diese industrielle Revolution hat die deutsche Bundesregierung den Begriff Industrie 4.0 geprägt. Die industrielle Produktion wird mit moderner Informationsund Kommunikationstechnik verzahnt. Die dominante Kommunikationsinfrastruktur ist das Internet. Im Internet bilden vernetzte Dinge das Internet of Things. Ein vernetztes Ding hat eine digitale Repräsentation in der digitalen Welt. Es entsteht der "Digital Twin". "Digital Twins" sind smart. Es entstehen Smart Homes, Smart Cars, Smart Factories, Smart Cities... Smartness entsteht aus dem intelligenten Umgang mit Daten - auch persönlichen. Wir alle - Gesellschaft, Politik, Wirtschaft - sind von der vierten industriellen Revolution betroffen. 13

14 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 14