Industrie 4.0 > Realisierung von Industrie 4.0 in Branchen des Maschinenbaus

Industrie 4.0 - neue Quest Studie

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Marktuntersuchung zur Realisierung von Industrie 4.0

Der Grad der Realisierung von Industrie 4.0 in den Branchen des Maschinenbaus

Bild Industrie 4.0 bis in das ERP

Bei all den zahlreichen technologischen Lösungen zu Industrie 4.0, die auf Messen und in den Fachzeitschriften vorgestellt werden, fehlt der systematische Überblick über den Stand der Realisierung von Industrie 4.0 im Maschinenbau. Aus der Marktuntersuchung von Quest TechnoMarketing veröffentlichen wir die Übersicht, in welchem Grad Industrie 4.0 in zehn Branchen des Maschinenbaus realisiert ist bzw. realisiert wird.

12. September 2018 - Aus umfangreichen und detailreichen Gesprächen mit 150 Maschinenbauern mit 100 und mehr Beschäftigten in zehn Branchen

  • Bau-, Glas-, Keramikmaschinen, Druck- und papierverarbeitende Maschinen, Fördertechnik, Gummi- und Kunststoffmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen, Nahrungsmittelmaschinen, Robotik und Automation, Textilmaschinen, Verpackungsmaschinen, Werkzeugmaschinen


konnten diese zehn Branchenprofile zur Realisierung von Industrie 4.0 (abgekürzt I4) identifiziert werden.

Der Grad der Realisierung von Industrie 4.0 in den Branchen des deutschen Maschinenbaus.

Die Entwicklungsstufen von Industrie 4.0 in den Branchen

Wie sind diese Branchenprofile zu lesen?


„Entwicklungsstufen der maschinenbezogenen Änderungen“ zu I4 (=Industrie 4.0): Selten wird eine nagelneue Industrie 4.0-Maschine aus der Taufe gehoben. Vielmehr wird I4 in fünf Entwicklungsstufen realisiert.  


Die Beispiele beziehen sich auf energieeffiziente vernetzte Antriebe als einem von elf untersuchten maschinenbezogenen Automatisierungsbereichen:  


Änderungen in der Maschinenautomation in Richtung I4, die aber noch keine I4 Qualität darstellen. Beispiel: „Der Energieverbrauch der Antriebe wird gemessen, aber noch keine Energieoptimierung durch die Antriebe selbst.“ (Textilmaschinen)


Änderungen in Richtung I4, aber nicht mehr 2016, dem Zeitpunkt der Marktuntersuchung, realisiert, sondern später. Beispiel: „Für den Energieverbrauch arbeiten wir an einem Monitoring. Hier ist im ersten Schritt der Energieverbrauch aufzunehmen, um im zweiten Schritt,  wenn möglich, den Energieverbrauch (weiter) optimieren zu können.“ (Robotik und Automation)  


I4 Qualität vereinzelt realisiert. Beispiel: „Die Systeme erkennen während der Produktion, wo welche Leistung erforderlich ist und reduzieren automatisch die Leistung bei bestimmten Anwendungen. Dort, wo ich keinen hohen Druck brauche, da wird Energie zurückgefahren, oder wo eine Pumpe mit reduzierter Leistung fahren kann. Wir machen intelligentes Lastmanagement, aber für das Energiemanagement gibt es noch viele Möglichkeiten.“ (Textilmaschinen)  


I4 Qualität in Teilbereichen (=Subsystemen) realisiert. Beispiel: „Wir stellen Schnittstellen zu übergeordnetem Energiemanagement und Lastmanagement zur Verfügung. Das ist steuerbar, ist beides integriert.“ (Nahrungsmittelmaschinen)  


I4 Qualität übergreifend (=System) realisiert. Beispiel: „Wir erfassen durch ein intelligentes Energiemanagement die Verbräuche der Gesamtanlage und welche Antriebe und Prozesse beim Überschreiten von Grenzwerten stillgelegt werden können. Dazu haben wir Steuerungsalgorithmen.“ (Fördertechnik)  


Als Industrie 4.0 gilt der Einsatz eines cyber-physical system, CPS, mit den drei Merkmalen: vertikal und horizontal kommunikationsfähig, digitale Schnittstelle, kommunikationsfähiger Softwareteil mit Daten zum Lebenszyklus. Diese drei Merkmale können auf Einzelkomponenten, Subsysteme oder Systeme angewandt werden.


Schließlich beziehen sich die prozentualen Angaben in der Tabelle auf die Maschinenbauer, die überhaupt Änderungen zu Industrie 4.0 realisiert haben bzw. dies planen. Wie der Report zur Akzeptanz von Industrie 4.0 im Maschinenbau zeigt, sind dies 94% der interviewten Maschinenbauer.

In den Branchen besteht ein Drittel der Industrie 4.0 Realisationen aus Systemlösungen

Die erste Zeile dokumentiert den Branchen-Mittelwert als prozentualer Anteil der ändernden Maschinenbauer und Zuordnung der Realisierung bzw. Änderungen in die fünf Entwicklungsstufen zu I4.


Über alle zehn Branchen weisen 32% der maschinenbezogenen Änderungen eine I4-übergreifende Qualität auf, 41% ändern bzw. realisieren I4 Qualität in Teilbereichen, 21% vereinzelt, 2% der Änderungen werden erst nach 2016 realisiert und 4% gehen in Richtung I4, haben aber noch keine I4 Qualität.


Die Grafik veranschaulicht, dass die maschinenbezogenen Änderungen in Robotik und Automation mit 67% den relativ größten Anteil an übergreifender I4 Qualität aufweisen (blau gepunkteter Balken) und weitere 33% der maschinenbezogenen Änderungen I4 Qualität in Teilbereichen realisieren. Weitere, niedrigere Entwicklungsstufen, treten in Robotik und Automation nicht auf. Dieses Ergebnis führte die Branche Robotik und Automation mit 75% Realisierungsgrad an die Spitze der Branchen.


Die maschinenbezogenen Änderungen bei Holzbearbeitungsmaschinen weisen demgegenüber zu 10% eine I4 übergreifende Qualität, zu 40% eine I4 Qualität in Teilbereichen und zu 50% eine vereinzelt realisierte I4 Qualität auf.

Die elf untersuchten Automatisierungsbereiche zu Industrie 4.0

Diese Branchenprofile sind aus der konkreten Analyse der sich ändernden Automatisierungstechnik in Richtung Industrie 4.0 entwickelt worden. Die Branche ist ihr eigener Maßstab statt externer, künstlicher Kriterien. Die Branchenprofile behandeln die Realisierung von Industrie 4.0 als Prozess statt als Einmal-Coup und geben damit eine realistische, zuverlässige und inspirierende Orientierung für Maschinenbauer und Automatisierungshersteller.  


Diese elf maschinenbezogenen Automatisierungsbereiche sind Gegenstand der Marktuntersuchung:

 

  1. Veränderung der Bedienung der Maschine wie interaktive bzw. multimodale Bedienung, Einsatz von Apps und Smartphones u.a.
  2. Vernetzung der Maschine in MES, ERP, lokal, national, international zur Prozesskontrolle
  3. Ermöglichung eines selbstoptimierenden Produktionsprozesses bei Endkunden
  4. Realisierung einer Produktionsplattform mit Plug-and-Produce-Fähigkeiten
  5. Energieeffiziente, vernetzte Antriebe mit intelligentem Energie- und Lastmanagement
  6. Mechatronische Intralogistik durch Linearmotoren
  7. Condition Monitoring
  8. Predictive Maintenance
  9. Teilekontrolle durch RFID
  10. Produktverfolgung durch RFID
  11. Flexibilisierung der Mechanik durch Roboter.


Die Rangfolge der Branchen stellt keine Bewertung dar. Vielmehr dokumentiert sie das Bestreben der Maschinenbauer, Kundennutzen zu schaffen durch einem bestimmten Grad im systematischen Charakter von Industrie 4.0.

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