Industrie 4.0 : Kollege Roboter immer bereit
Deutsche Maschinenbauer sehen weltweit enormes Wachstumspotenzial. Angst vor Arbeitsplatzabbau
Schöne neue Roboterwelt: In der Fabrik der Zukunft sollen nicht mehr Menschen die Maschinen bedienen, sondern die Maschinen sollen gleich selbst das Kommando übernehmen. Nicht mehr der Mitarbeiter vor Ort drückt auf den Knopf, sondern Maschinen entscheiden künftig selbst, wann sie was fertigen, wie sie mit einem Werkstück umgehen und was sie zur Fertigung eines neuen Produkts brauchen. "Industrie 4.0." heißt das, wovon Maschinenbauer, IT-Spezialisten und Software-Entwickler geradezu ins Schwärmen geraten. Und eigentlich sind es auch gar keine richtigen Maschinen mehr, sondern Robotermaschinen. Sie stehen mit Kollegen in anderen Werkhallen auf der gesamten Welt in direktem Kontakt - via Datencloud und Internet. Der Mensch schaut allenfalls nur noch zu - und kontrolliert mit dem Tablet-PC von irgendwoher die Produktion. Ein riesiger Markt der Zukunft, prognostizieren viele Maschinenbauer besonders aus Deutschland, denn als Maschinenausrüster der Welt sieht die Branche in der Industrie 4.0. ein enormes Wachstumspotential.
Vierte Revolution Nach Dampfmaschine, Fließband und Elektronik steht die Wirtschaft so vor ihrer nunmehr vierten Revolution: die digitale Vernetzung von Produkt, Maschine und Werkzeug. Im Zentrum der Idee steht dabei das Konzept der "Smart Factory" - der intelligenten, vernetzten Fabrik, in der Maschinen und Werkstücke permanent Informationen austauschen und selbständige Entscheidungen treffen können. Das können sie vor allem deshalb, weil industrielle 4.0-Roboter eingebaute Kleinstcomputer und Sensoren haben, die zu einem Netzwerk zusammengeschaltet werden können. Aus Internetclouds können sie sich dabei alle notwendigen Daten ziehen, um so sich selbst konfigurierenden Produktionsressourcen mit den zugehörigen Planungs- und Steuerungssystemen zu verbinden. So wachsen physische und virtuelle Produktionselemente zusammen, wenn sich "smarte Maschinen" etwa Software-Updates oder passende Datensätze für ein bestimmtes Material, das sie zum ersten Mal bearbeiten, von einem Datenmarktplatz herunterladen.
Der Vorteil: Produktionen können mit ein und derselben Maschine künftig flexibler, kundenorientierter und vor allem effizienter werden, weil sie zum Beispiel vollautomatisch zwischen verschiedenen Aufgaben wechseln oder Monteure bei ihrer Arbeit unterstützen können. Im Siemens-Elektronikwerk in Amberg etwa tragen schon heute Chips, Stecker und jedes Bauteil einen Strichcode, die von Robotermaschinen gelesen werden, so dass sie daraus anschließend verschiedene Steuerungseinheiten zusammen bauen - für die unterschiedlichsten Anwendungen wie Bordsysteme von Kreuzfahrtschiffen oder aber Skilifte, je nachdem, was gerade gebraucht wird und wie die Auftragslage aussieht.
In den Fertigungshallen solcher "smarten" Fabriken stehen deshalb "social machines", die selbständig und untereinander weltweit mit Zuliefer- und Kundensystemen in Kontakt stehen. Kapazitätsengpässe oder freie Ressourcen können damit sofort erkannt und die Roboter eigenständig und situationsbedingt auf Abweichungen und Anforderungen reagieren. Auch die Kosten lassen sich so senken, die Produktivität steigern und der Trend zur Verlagerung der Produktion in Niedriglohnländer abbremsen. Kollege Roboter kennt keinen Tarifvertrag und kann sich auch nachts mit einem Industrieroboter in China kurzschließen, um ihm ein neues Ersatzteil etwa im schwäbischen Ditzingen zu bestellen
Eine faszinierende Perspektive. Doch kann ein "smarter" Roboter wirklich das ersetzen, was im menschlichen Gehirn in Millisekunden abläuft und sich aufgrund von Wissen, jahrelanger Erfahrung oder aber auch auf Grund reiner Intuition am Ende zu einem Gedanken und einer Entscheidung formt? Im Reich der Maschinen ist ein solcher Denkvorgang vor allem das Ergebnis einer unfassbar großen Rechenaufgabe. Das vorerst größte Problem der "smart factories" und der "Industrie 4.0." sind deshalb auch die unglaublichen Datenmengen, die die Maschinen verarbeiten müssen, damit sie überhaupt entscheiden können, was zu tun ist.
Wachsende Datenströme Deshalb sagen Industrie-4.0-Experten auch voraus, dass das Kommunikationsvolumen zwischen den Maschinen in den nächsten Jahren deutlich größer werde als die Datenströme von Mensch zu Mensch zum Beispiel in der Sprachtelefonie, im E-Mail-Verkehr oder bei Austausch von Texten und Bildern. Heute schon können eine Milliarde Datenmengen in weniger als zehn Sekunden ausgewertet werden, damit Maschinen eine folgerichtige Produktionsentscheidung treffen können. Bislang nutzten diese riesigen Rechnersysteme von "Big Data" fast ausschließlich Banken und Versicherungen unter anderem für die Risiko-Analyse großer Datenmengen und an den elektronischen Börsen. Da entscheiden bereits heute Computer in Millisekunden über Kauf oder Verkauf von Milliardenwerten.
Jetzt entdeckt die Industrie die neuen Möglichkeiten im globalen Produktionszeitalter. Neben neuen Rechnerleistungen gilt es dabei aber auch noch eine andere Hürde zu nehmen, denn eine Voraussetzung für 4.0-Roboter ist, dass alle so viele Produktionsroboter wie möglich auf der gesamten Welt untereinander dieselbe "Sprache" sprechen. Eine Roboter-lingua franca sozusagen. Gelingt es nicht, sich weltweit auf eine oder zumindest wenige Standards zu einigen, könnte die komplette Vision der intelligenten Produktion am Ende in einem globalen Kauderwelsch untergehen.
Die schiere Menge an Daten und ihre globale Bewältigung sind das eine Problem, das andere ist die Datensicherheit im weltumspannenden 4.0-Datenaustausch. Der intensive Datenaustausch macht 4.0-Unternehmen und Fabriken zum attraktiven Ziel für Hacker. Datendiebstahl oder Sabotage der Produktion - beides ist möglich. Hier gibt es noch viel zu tun, wenn man bedenkt, dass etwa in den USA gänzlich andere Datenschutzbestimmungen gelten als in der EU. Wie hier unterschiedliche Rechtsräume miteinander verschmelzen sollen ist deshalb für die Industrie 4.0 eine weitere riesige Baustelle.
Und dann ist da noch der Mensch. Wenn Roboter immer stärker die Arbeit von Menschen übernehmen, wird das große Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt haben. Noch lassen sich diese Folgen kaum abschätzen. Die Gewerkschaft Verdi warnt jedoch bereits heute vor Jobverlusten, wenn die Rechner dem Menschen künftig auch das Denken abnehmen. "Ganze Berufsfelder sind von der Digitalisierung bedroht", prophezeit Ver.di-Vorsitzender Frank Bsirske. Betroffen sein könnten selbst hochqualifizierte Facharbeiter. In jedem Fall dürfte sich der Trend fortsetzen, dass weniger ungelernten Arbeiter gebraucht werden.
Bei allen Problemen und aller Skepsis: Deutsche Unternehmen setzen riesige Hoffnungen in die Industrie 4.0. Denn eins ist klar: Es gibt keine bessere Wiege für den Sprung in ein neues industrielles Zeitalter. Deutsche Unternehmen erwirtschaften ein Drittel der industriellen Wertschöpfung der gesamten EU, in Deutschland sitzen die Weltmarktführer im Mittelstand, hier brummt der Maschinenbau. Bis 2020 will die deutsche Industrie deshalb 40 Milliarden Euro pro Jahr in solche Anwendungen investieren. Das entspricht knapp der Hälfte der geplanten neuen Ausrüstungsinvestitionen, das heißt, dass zwei Drittel der Unternehmen bereits aktiv an der Digitalisierung und Vernetzung ihrer Wertschöpfungskette arbeiten. Branchenexperten rechnen damit, dass Unternehmen damit ihre Umsätze um bis zu 2,5 Prozent jährlich steigern können. Auf die Gesamtheit aller Industrieunternehmen in Deutschland bezogen entspricht das einem jährlichen Umsatzpotenzial von über 30 Milliarden Euro.