Serie Industrie 4.0 im globalen Kontext – Teil 1: USA

Amerikaner treiben die industrielle Digitalisierung voran

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Industrie 4.0 ist in Deutschland ein großes Thema, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird und dem viele Initiativen sowie Projekte gewidmet sind. Wie sieht das Ganze international aus? Wie beurteilen Unternehmen anderer Industrienationen das Thema und was tun sie vor dem Hintergrund der industriellen Zeitenwende? Im ersten Teil der Serie „Industrie 4.0 im globalen Kontext“ der elektro AUTOMATION stehen die USA als Partnerland der Hannover Messe 2016 im Fokus.

Johannes Gillar, Redakteur elektro AUTOMATION

Inhaltsverzeichnis

1. Verschiedene Namen oder verschiedene Ansätze
2. Nur ein Gründungsmitglied ist Maschinenbauer
3. Unternehmen arbeiten weltweit zusammen
4. Grundstimmung ist positiv
5. Kontakt
6. Serie Industrie 4.0 international

Gestartet als Initiative der deutschen Bundesregierung und Industrie ist es mittlerweile das globale Thema schlechthin. Die Rede ist von Industrie 4.0. Nicht überall wird das – zugegeben clevere – deutsche Schlagwort verwendet, doch weltweit hat man das Potenzial einer vernetzen Industrie erkannt. Beeindruckender Beleg für die Internationalität des Themas ist die Hannover Messe. Diese hat Industrie 4.0 bereits seit einigen Jahren im Fokus und auch 2016 beschäftigt sie sich unter dem Leitthema „Integrated Industry – Discover Solutions“ damit. Unter diesem Motto will man Technologien für die Digitalisierung von Fabriken und Energiesystemen zeigen. Anderes als in den Jahren zuvor soll diesmal allerdings die Praxis die Theorie verdrängen. Messechef Dr. Jochen Köckler erwartet „erstmals mehr als 100 konkrete Anwendungsbeispiele für Industrie 4.0 auf der Messe“. Was könnte da passender sein, als ein Partnerland USA, deren Präsident Barack Obama die Vereinigten Staaten in Hannover als wichtigen Anbieter von Industrie-4.0-Technologien positionieren wird. Denn neben Deutschland zählen die Amerikaner zu den Hauptreibern der industriellen Digitalisierung.

Verschiedene Namen oder verschiedene Ansätze

Das Thema ist also wichtig – da sind sich die Experten einig. Doch gibt es weltweit tatsächlich einen gemeinsamen Nenner in Sachen Industrie 4.0? Während die Deutschen über Industrie 4.0 reden, nennen es die Franzosen „Usine du futur“, die Chinesen haben ihr Programm „Made in China 2025“, in Japan spricht man von einer „Industrial Value Chain Initiative“ und die USA verwenden gleich mehrere Begriffe wie „Internet of Things“ (IoT), „Smart Manufacturing“ oder „Factories of the Future“ und haben die entsprechenden Programme und Initiativen wie das Industrial Internet Consortium (IIC). Die Frage die sich dabei stellt, ist, handelt es sich hier einfach um verschiedene Bezeichnungen für die gleiche Sache oder unterscheiden sich die Ansätze voneinander? Beschäftigen wir uns zuerst mit dem diesjährigen Partnerland der Hannover Messe.

„Der rein technologische Aspekt von IoT wird in den US-Industriegremien sicherlich ähnlich dem von Industrie 4.0 aufgefasst“, meint Siegfried Schwering, Business Development Manager bei Schneider Electric Deutschland. Allerdings beziehe Industrie 4.0 in Deutschland ein wesentlich breiteres Spektrum ein, bei dem auch politische Belange eine entscheidende Rolle spielen. So beschäftigt sich Industrie 4.0 laut Schwering auch mit der einhergehenden Veränderung des Arbeitsmarktes und den rechtlichen Fragen. Für seinen Kollegen Dr. Bernhard Quendt, CTO der Siemens-Division Digital Factory in Nürnberg, besteht der Unterschied darin, dass die deutsche Plattform Industrie 4.0 den Schwerpunkt auf die Digitalisierung der produzierenden Industrie als Teil des Internet of the Things legt, „während das IIC weiter und allgemeiner gefasst ist, etwa auch die Branchen Medizin, Energie und Verkehrswesen adressiert“. In Deutschland werde das Thema vor allem durch Regierung und Verbände getrieben. Die deutsche Bundesregierung fördert laut Quendt Industrie 4.0 aktiv, unter anderem mit Projekten zu Autonomie, Produktionstechnologien, Smart Data/Smart Services oder IT Security. „In diesen für die Digitalisierung entscheidenden Themen besteht nach wie vor hoher Forschungsbedarf. Die Anstrengungen zur Stärkung von Forschung und Innovation dürfen daher nicht nachlassen, damit Deutschland und Europa nicht hinter andere Regionen zurückfallen“, verdeutlicht der Siemens-Manager. In den USA werde das Thema dagegen vor allem durch Konsortien von Firmen getrieben, wie dem IIC oder der Smart Manufacturing Leadership Coalition.

Nur ein Gründungsmitglied ist Maschinenbauer

Auch Prof. Dr. Detlef Zühlke, Wissenschaftlicher Direktor Innovative Fabriksysteme am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern, beobachtet Unterschiede: „Diese Unterscheidung rührt aus der stärker IT-geprägten Sicht der Amerikaner her. Industrieproduktion ist seit vielen Jahrzehnten in den USA reduziert worden, alles musste noch billiger werden und das konnte man am besten mit der Verlagerung der Produktion in Billiglohnländer erreichen. Die USA sind hingegen führend in der Anwendung von IT-Systemen“. Besonders deutlich werde das beim Industrial Internet Consortium: nur eines der fünf Gründungsmitglieder ist ein Produktionsunternehmen mit Maschinenbau, nämlich GE General Electric. Die anderen vier – Cisco, AT&T, Intel und IBM – würden aus dem IT-Bereich kommen. „Und diese“, so Zühlke, „sehen das Thema eher breiter unter dem Begriff Internet of Things oder Internet of Everything.“ Und da man sehr wohl wisse, dass das eher Consumer-getriebene Internet für Industriesteuerungsaufgaben nicht optimal geeignet sei, arbeite man an einem Industrial Internet, das zwar dem Wissenschaftler zufolge voll kompatibel zum Ethernet-Standard sein wird, aber zusätzlich Features wie Nachrichtenpriorisierung oder softwaredefinierte Netzwerkkonfiguration erlauben wird, um die speziellen Anforderungen des industriellen Einsatzes besser abzudecken. Dagegen sieht Kai Bergemann, EMEA Product Manager Software bei Rockwell Automation, eher Gemeinsamkeiten: „Sowohl Industrie 4.0 als auch das Industrial Internet of Things haben die smarte Fabrik als Ziel. Grundgedanke ist dabei die Bereitstellung von Daten und Informationen in Echtzeit zur schnellen Entscheidungsfindung.“ Nach den Phasen der mechanischen und elektrischen Industrialisierung sowie der Automatisierung stehe heute eine performante und flexible Produktion im Fokus, die bei gleicher Effektivität eine individuelle Produktgestaltung (Losgröße 1) ermöglichen soll. „Es geht um Wettbewerbsvorteile und stärkere Kundenbindung, ohne dabei Produktionsleistung einzubüßen. Mit Hilfe intelligenter Systeme sollen Anlagen effizient weiterlaufen und müssen flexibel umzubauen sein“, erläutert er. Eine Strategie, dies umzusetzen, biete das Konzept „The Connected Enterprise“ von Rockwell Automation.

Die Experten sehen also sowohl Unterschiede und als auch Gemeinsamkeiten. Grundsätzlich geht es aber auf beiden Seiten des Atlantiks um die Digitalisierung der Industrie und die autonome smarte Fabrik. Zudem stehen sowohl beim US-amerikanischen als auch beim deutschen Ansatz Kommunikation und Standardisierung im Mittelpunkt. So müssen Maschinen, Systeme und Komponenten über alle Fertigungsebenen miteinander kommunizieren können, wenn die vernetzte Produktion Realität werden soll. Und dafür wiederum braucht es einheitliche Kommunikationsprotokolle. Das hat die Industrie erkannt und arbeitet an gemeinsamen Standards. Doch mehr noch, auch die einschlägigen Gremien in den USA und Deutschland kooperieren längst miteinander. So sind deutsche und europäische Unternehmen Mitglied in US-Konsortien und -Programmen wie dem Industrial Internet Consortium oder dem Advanced-Manufacturing-Partnership-2.0-Programm. Umgekehrt beteiligen sich aber auch amerikanischen Firmen an deutschen Programmen wie etwa der Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.. „Die deutschen Firmen wissen sehr wohl um die Schlagkraft der amerikanischen Industrie und die Bedeutung des US-Marktes“, weiß Professor Zühlke. „Deswegen engagieren sie sich in den großen amerikanischen Initiativen.“ Umgekehrt würden sich auch US-Unternehmen an deutschen Initiativen beteiligen, denn sie wüssten die Stärke der deutschen Industrie im Bereich der Produktion zu schätzen. „So sind neun von 46 Mitgliedern unserer Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. US-basierte Unternehmen. Davon mit Cisco und IBM gleich zwei der ‚Big Five‘ des IIC“, nennt er ein Beispiel.

Und nicht nur die Unternehmen in Deutschland und den USA arbeiten in den diversen Initiativen zusammen, sondern auch die Gremien selbst. So vereinbarten die Plattform Industrie 4.0 und das Industrial Internet Consortium Anfang März bei einem Treffen in Zürich eine Kooperation. Dabei wurde das Zusammenspiel der beiden Architekturmodelle RAMI (Referenzarchitekturmodel für Industrie 4.0) und IIRA (Industrial Internet Referenzarchitektur) erörtert, um eine künftige Interoperabilität der Systeme sicherzustellen. Zudem werden die beiden Initiativen bei der Standardisierung kooperieren und gemeinsame Testumgebungen nutzen. Das Züricher Treffen wurde durch Robert Bosch und SAP, die jeweils Mitglieder in den Lenkungsgremien beider Organisationen sind, initiiert.

Unternehmen arbeiten weltweit zusammen

Auf Unternehmensebene wird ebenfalls bereits intensiv zusammengearbeitet. „Siemens engagiert sich in für den Geschäftserfolg relevanten Initiativen– sowohl aus technischer als auch aus geographischer Sicht“, betont CTO Quendt. Als internationales Unternehmen beteilige Siemens sich sowohl beim IIC als auch an Initiativen wie „Industrie 4.0“ oder anderen Konsortien. „Bei der neu gegründeten Plattform Industrie 4.0 haben wir zudem eine leitende Rolle übernommen“, so Quendt. Die Vielfalt der Ansätze der unterschiedlichen Initiativen sei in vielerlei Hinsicht befruchtend. Zum Beispiel könne die grenzüberschreitende Verständigung zwischen den Initiativen den Weg zu globalen Sichtweisen und Standards erheblich verkürzen. Auch Schneider Electric ist als international tätiges Unternehmen Mitglied in verschiedenen Gremien der wichtigsten Industrienationen. „Und auch amerikanische Firmen sind, nicht nur durch deutsche Zukäufe, durchaus in deutschen Gremien vertreten“, ergänzt Schneider-Electric-Manager Schwering. Nur durch die Teilnahme an den relevanten Organisationen können Firmen laut Schwering im internationalen Wettbewerb bestehen. Über diese Gremien ließen sich Märkte mit ihren Ausprägungen verstehen und eigene Interessen in Normungen und Gesetzgebungen einbringen. Kai Bergemann von Rockwell Automation bestätigt solche Erkenntnisse quasi aus amerikanischer Sicht. „Auf globaler Ebene ist Rockwell Automation in verschiedenen Gremien aktiv und beteiligt sich an internationalen Initiativen. Dort finden wichtige Diskussionen zur Definition von Standards rund um Smart Manufacturing statt“, erklärt er. Zudem würden sich globale Anbieter in Industriekonsortien mit der gemeinsamen technologischen Weiterentwicklung beschäftigen.

Deshalb arbeiten die Unternehmen auch nicht nur notgedrungen zusammen, sondern die Kooperation funktioniert gut. „Das globale Informationszeitalter hat nicht nur begonnen, wir befinden uns mitten drin. Jetzt geht es darum, gemeinsam den richtigen Weg für einen ganzen Industriezweig einzuschlagen und im Interesse unserer Kunden Ansätze und Standards zu schaffen“, sagt Bergemann. Das funktioniere nur mit einem kooperativen Ansatz. Wenn dieser Rahmen dann gesteckt sei, werde es natürlich auch weiterhin Unterscheidungsmerkmale zwischen den Anbietern geben. Diesen Aspekt betont auch Siegfried Schwering von Schneider Electric: „Natürlich sind es meist Wettbewerber, die in Gremien auf Augenhöhe kooperieren. Das funktioniert gut, da national in einem einheitlichen Marktumfeld agiert wird.“ Ein Beispiel dafür sei der ZVEI: Hier arbeite Schneider Electric mit deutschen Konzernen aber auch internationalen Unternehmen in verschiedenen Arbeitskreisen zusammen. Auch Dr. Bernhard Quendt von Siemens gibt sich kooperationswillig. „Hier sehe ich keinen grundsätzlichen Unterschied zu zahlreichen anderen Gremien, in denen wir uns seit vielen Jahren auf internationaler Ebene und gemeinsam mit anderen Unternehmen engagieren. Zum Beispiel bei Profibus & Profinet International (PI) oder in der OPC Foundation“, meint er. Der Smart Factory-Experte Zühlke sieht die bisherige weltweite Zusammenarbeit ebenfalls positiv. „Momentan funktioniert die Zusammenarbeit noch sehr gut, weil man sich noch in einer vorwettbewerblichen Phase befindet und das miteinander Lernen als wichtiger als das Konkurrenzdenken gesehen wird.“ Aber das werde sich ändern sobald man näher an Produkte und Märkte komme. „Man muss aber auch verstehen, dass Industrie 4.0 ein Netzwerkthema ist. Ein einzelnes Unternehmen kann hier wenig ausrichten. Erst wenn sich ein Netzwerk aus Lieferanten bildet, die zueinander kompatible Produkte auf der Basis von Standards anbieten, wird man die Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Erfolg schaffen“, so der DFKI-Forschungsbereichsleiter.

Die deutsche Wirtschaft sieht sich gern als „Erfinder“ von Industrie 4.0. Angesichts des wachsenden internationalen Interesses an einer vernetzen, autonomen Fertigung sehen Kritiker hierzulande allerdings schon wieder die Felle davon schwimmen und befürchten, dass Deutschland beim Thema Industrie 4.0 unter anderem von den USA abgehängt wird. Auch Professor Zühlke sieht das durchaus kritisch: „In Deutschland liebt man Gründlichkeit und die braucht seine Zeit. In den USA geht man deutlich pragmatischer an Lösungen heran und ist damit wesentlich schneller in der Umsetzung. In einer solch hochdynamischen Welt der Veränderungen spielt die Zeit aber eine entscheidende Rolle. Und hier können wir noch von den USA lernen.“ Zudem seien die amerikanischen Unternehmen deutlich stärker auf Geschäftsmodelle trainiert. Und gerade hier werde es durch die Datendominanz neuer Lösungen zu umbruchartigen Veränderungen kommen. „Auf der anderen Seite sollte man aber auch die Schwächen der Amerikaner sehen und die liegen im Mangel an Facharbeitern. Nachdem man über Jahrzehnte die Produktion ins Ausland verlagert und die Facharbeiter zu Pizzaboten „umgeschult“ hat, wird der nun erforderliche Bedarf nur sehr langsam zu generieren sein“, betont er. Aber: Betrachte man die Stärken und Schwächen der deutschen und amerikanischen Seite, so ergänze man sich eigentlich eher als das man konkurriere. „Und das könnte eine gute Chance für die deutsche Industrie sein, die ja leider auf der europäischen Ebene bislang nur sehr zögerlich Unterstützer für Industrie 4.0 findet“, so sein Fazit.

Grundstimmung ist positiv

Auch Siemens-Manager Quendt ist optimistisch und meint: „Die Grundstimmung in Deutschland ist überaus positiv – von Mittelstand über beratende Unternehmen bis zu den großen Anwenderfirmen. Dazu kommt, dass es schon konkrete Beispiele gibt, die große Produktivitätsfortschritte nachweisen. Diese belegen, dass es sich lohnt, in Industrie 4.0 einzusteigen.“ Aus seiner Sicht würden aber Unternehmen, insbesondere der Mittelstand, zu zögerlich agieren. „Ich empfehle jetzt zu starten und nicht zu warten, bis der Wettbewerb zum Handeln zwingt. Dabei ist klar, dass kein Unternehmen seine gesamte Software und IT-Infrastruktur von heute auf morgen erneuern kann“, verdeutlicht er. Es werde darauf ankommen, an der richtigen Stelle zu beginnen und durch ein vorausschauendes Migrationsprogramm die notwendige Transformation auch wirtschaftlich tragbar zu gestalten. Vorteile bringe dabei oft schon ein erster digitaler Schritt, zum Beispiel die Einführung eines gemeinsamen Daten-Backbones wie etwa der Siemens-Lösung Teamcenter. Business Development Manager Schwering von Schneider Electric sieht ebenfalls, „dass in den USA eine schnellere Dynamik entsteht. Dennoch muss beachtet werden, dass mit dem deutschen Ansatz eine vollständige und integrierte Industrie 4.0 entwickelt wird“. Außerdem würden deutsche Unternehmen Unterstützung auf politscher Ebene erhalten, beispielsweise durch die „Digitale Agenda 2014–2017“, die für Rechts- und Datensicherheit sorgt. „Prinzipiell“, ist er sicher, „lässt sich sagen, dass in Deutschland entwickelte digitale Normen und Standards das Potenzial für internationalen Erfolg haben.“ Normen und Standards misst auch Produktmanager Bergemann von Rockwell Automation große Bedeutung zu. „Der Erfolg von Industrie 4.0 wird sich daran messen lassen, wie sich Deutschland bezüglich der Definition von Standards positioniert und wie flexibel man auf die anderen Initiativen reagiert“, ist er überzeugt.

Deutschland und die USA sind also auf dem Weg in das Industrie-4.0-Zeitalter – wie immer die Protagonisten die Digitalisierung der Produktion letztendlich auch nennen mögen. Wie sehen aber andere Länder in Europa und Asien diese industrielle Zeitenwende. Was dort in Sachen neue Technologien, lesen Sie in den weiteren Artikeln unserer Serie zum Thema „Industrie 4.0 im globalen Kontext“ in der elektro AUTOMATION. jg


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Rockwell Automation

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Tel.: +49 (0) 211 41553-0

www.rockwellautomation.de

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Nürnberg

Tel.: +49 (0) 911 895-0

www.siemens.com

Schneider Electric

Ratingen

Tel: +49 (0) 21 02404-0

www.schneider-electric.com


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Serie Industrie 4.0 international

„Industrie 4.0 im globalen Kontext“ nennt sich die neue Serie der elektro AUTOMATION, in der wir beleuchten, wie man international die Industrie-4.0-Diskussion sieht und welche vergleichbaren Konzepte es dort gibt. Den Auftakt machen hier als Partnerland der Hannover Messe 2016 die USA, im Fokus stehen nachfolgend aber auch andere Länder in Europa und Asien wie Frankreich, Großbritannien, China, Indien und Japan. Teil 2 in Ausgabe 7/8 der elektro AUTOMATION beleuchtet die Situation bei unseren französischen Nachbarn, und in Ausgabe 11 zur SPS IPC Drives 2016 stellen wir die Vision 2025 der Chinesen vor. Wenn Sie keine dieser Ausgaben verpassen wollen, senden Sie uns eine E-Mail mit dem Stichwort „Serie international“ und Ihrer Adresse an:

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