Fraunhofer Gesellschaft

Die vierte industrielle Revolution

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Maschinen kommunizieren mit Bauteilen und regeln so den Fertigungsprozess fast ohne die Hilfe des Menschen. Was unter dem Label Industrie 4.0 läuft, klingt wie Science Fiction, könnte aber bald die Realität sein.

Wir leben mitten in einer Revolution – keinem politischen Umsturz, sondern der vierten industriellen Revolution. Forscher der Fraunhofer Gesellschaft daran, um eine besonders schnelle, flexible und intelligente Fertigung zu ermöglichen. Dazu sollen Maschinen und Bauteile miteinander kommunizieren. Der Fertigungsprozess läuft dezentral ab. Maschine und Bauteil regeln das möglichst unter sich, weitgehend ohne den Einfluss des Menschen.

Übernehmen die Maschinen das Kommando?

Diese Vorstellung ruft nicht nur Technik-Euphorie hervor, man fühlt sich auch an Matrix oder die berühmten Dystopien der Literatur erinnert. Das räumt auch Alfred Gossner, Vorstandsmitglied der Fraunhofer Gesellschaft, ein: „Man sieht da schon auch ein bisschen Orwell, also eine Welt, die sich sozusagen vom Menschen zu lösen droht, wo die Maschinen mit ihrer Intelligenz anfangen, die Verhältnisse zu gestalten.“

Klimawandel und Bevölkerungswachstum wirken sich auf die Produktion aus

Dass ein Paradigmenwechsel in der Produktion nötig ist, liegt laut Alfred Gossner an den großen globalen Herausforderungen wie Klimawandel, Bevölkerungswachstum und Verknappung der Ressourcen. Die vierte industrielle Revolution soll aus Fabriken smart factorys machen, in denen Informationstechnologie eine wichtige Rolle spielen wird. Damit könnten Ressourcen effizienter genutzt werden, erklärt Thomas Bauernhansl, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung.

Maschinen sollen bestmöglich ausgelastet werden und damit emissionsarm und effizient arbeiten. Der Mensch braucht dann vermutlich nur noch ein Mindestmaß an ungeliebter körperlicher Arbeit zu verrichten. Alfred Gossner geht davon aus, dass sich die Rolle des Menschen im Produktionsprozess stark verändern wird: Mit „einer deutlich stärkeren Nutzung seiner kreativen Potentiale und der Abgabe von mechanischen Tätigkeiten“.  Das kann eine Chance für ältere Arbeitnehmer darstellen. Die Nische für weniger Qualifizierte wird dadurch wohl in Zukunft noch kleiner.

Big Data – Apps beherrschen die Datenflut

Doch nicht nur die Art der Arbeit wird sich ändern, auch die Menge der anfallenden Daten. Die müssen schnell, sicher und qualitativ hochwertig bearbeitet werden. Denn Maschine und Bauteil kommunizieren in Daten. Peter Lindlau, Geschäftsführer des IT-Unternehmens pol Solutions, prognostiziert eine immense Datenflut: „Mit der Geschwindigkeit, mit der neue Systeme und neue Informationen im Internet der Dinge auf uns zukommen, so schnell sind wir gar nicht in der Lage, mit unseren Datenmodellen nachzuziehen“.

Zum Teil werden die Daten gar nicht mehr abgespeichert. Intelligente Regeln identifizieren nur noch Muster im Datenstrom. Das könne die aktuell eingesetzte IT-Architektur nicht leisten, weil sie nicht flexibel und schnell genug sei, meint Thomas Bauernhansl: „Wir werden dahin kommen, dass die großen Software-Suiten in einzelne Apps zerfallen“. Fehlt eine App, baut man sie selbst. So kann auch der Mensch per App dabei sein, wenn Maschine und Bauteil Informationen austauschen.

Die Daten sind sicher! Oder?

Frank Treppe, zuständig für die Forschungspolitik bei der Fraunhofer Gesellschaft, weist darauf hin, dass das Thema Datensicherheit in Zukunft einen noch höheren Stellenwert als bisher bekommen wird: „Stellen Sie sich vor, die ganze Produktion basiert auf diesem System und da kann einer eingreifen und viel Unfug erzeugen“. Thomas Bauernhansl hat sich damit im Rahmen des Projekts Virtual Fort Knox intensiv mit diesem Thema auseinander gesetzt. Er räumt zwar ein, dass absolute Sicherheit nicht gewährleistet werden könne, stellt aber heraus, dass „das System deutlich sicherer ist, als das, was ein normaler Mittelständler bei sich stehen hat.

Viele glauben ja, wenn sie ihren Server im eigenen Keller stehen haben und eine Firewall davor packen, dass dann alles gut ist. Ich kann Ihnen versichern, dass viele Fraunhofer-Leute in der Lage sind, innerhalb kürzester Zeit in fast jedes System einzudringen. Zur Not kriegen Sie einen Besuch und die stecken Ihnen irgendwo einen USB-Stick rein und schon war’s das mit der Datensicherheit“. Das Forschungsprojekt Virtual Fort Knox setzt auf Cloud-Technologien. Die Sicherheit der Daten war daher von vornherein eines der wichtigsten Themen.  

Die Zukunft beginnt bald 

Wann die vierte industrielle Revolution umgesetzt sein wird und ob sie die Bezeichnung „Revolution“ dann tatsächlich verdient, wissen auch die Fraunhofer-Forscher nicht. In Deutschland sind allerdings bereits mehrere Modellfabriken im Einsatz. Dort werden die neuen Technologien fleißig getestet, die die Produktion der Zukunft revolutionieren sollen.