Industrie 4.0 : Daten werden zu neuem Wissen

Wer den Datenstrom mit den passenden Werkzeugen richtig zu nutzen weiß, kann großen Nutzen daraus ziehen, um die eigenen Prozesse stetig zu verbessern. Mehr noch: Daten sind das Fundament neuer Geschäftsmodelle und damit die wirkliche Revolution in der vernetzten Industrie. Dies gilt für große Teile der deutschen und der Weltwirtschaft.

Derzeit wird mit Blick auf das Thema Industrie 4.0 oft die Hardware in den Fokus gerückt. Dazu gehören Smartphones, Tablets, schnelle Rechner, große Speicherkapazitäten, Sensoren, die RFID-Technik oder Funkverbindungen. Damit lassen sich Maschinen in Werkhallen und über Ländergrenzen hinweg vernetzen. Bosch tut das in vielen Fällen in seinen mehr als 250 Werken und steigert damit seine Wettbewerbsfähigkeit. Vieles, was sich intern bewährt, bietet das Unternehmen auch seinen Kunden an. So ist Bosch Leitanwender und Leitanbieter mit Bosch Rexroth, der Verpackungstechnik, Bosch Software Innovations und vielen anderen.

Aber: Die Möglichkeiten der Industrie 4.0 reichen weit darüber hinaus. Vor allem die Daten revolutionieren die Industrieproduktion. Und das nicht in der Zukunft, sondern bereits heute. Sensoren sammeln Informationen über Prozesszeiten, schleichenden Verschleiß, schwankenden Öldruck in Bauteilen, die Drehmomente vernetzter Werkzeuge beim Schrauben oder den Zustand der Einzelteile in einem Hydraulikventil. Dieser Datenstrom ist ein neuer Rohstoff der vernetzten Fertigung. Mit guten Algorithmen und der richtigen Software zeigen sich darin neue Zusammenhänge. Dafür brauchen wir Experten, die sich gleichermaßen auf Datenanalyse, die Produktion und das Produkt selbst verstehen.

Ein Beispiel: Für die Endkontrolle eines aus vielen Teilen zusammengesetzten Hydraulikventils waren bei Bosch bisher 90 Prüfschritte nötig. Seit einiger Zeit können 21 davon entfallen, was die Prüfung von 177 auf 146 Sekunden verkürzt. Zeitersparnis: 31 Sekunden oder 17,4 Prozent. Das ist in der bereits weitgehend optimierten Fertigung ein sehr großer Fortschritt. In diesem Fall schuf der Blick in die Daten von 30 000 Hydraulikventilen neues Wissen. Dabei zeigte sich, dass zeitlich weiter hinten in der Prüfreihenfolge angesiedelte Schritte entfallen konnten, wenn zuvor mehrere weiter vorne angesiedelte Prüfungen positiv ausfielen. Das Resultat des späten Prüfschrittes ließ sich zuverlässig aus der Analyse der vorausgehenden vorhersagen. Solche – und zumeist wesentlich komplexere – Zusammenhänge aufzudecken spart Zeit und Geld.

Viele Lösungen können auf andere Werke übertragen werden. Bei Millionen Teilen summieren sich selbst wenige Sekunden zu beachtlichen Zeiten. Das bedeutet einen erheblichen Produktivitätszuwachs. Die damit verbundenen Schlagworte lauten „Big Data“ und „Data Mining“. Neu sind die Möglichkeiten, Daten in Echtzeit auszuwerten und schnell für weitere Prozesse nutzen zu können. Viele neue Geschäftsmodelle werden von Innovationen getrieben, die auf der Sammlung, Auswertung und letztlich der Nutzung von Daten basieren: Die Fähigkeit, wichtige Informationen herauszufiltern und zu neuem Wissen zu verknüpfen, ist eine Schlüsselqualifikation für die Zukunft. Sie ermöglicht den Schritt zu neuen Geschäftsmodellen.

Ein weiterer Aspekt ist das Vertrauen. Wem gehören die Daten aus der Fertigung? Dem Maschinenbetreiber oder dem Hersteller? Ein Maschinenbetreiber könnte zum Beispiel einen Dienstleister damit beauftragen, die Fertigung anhand der Daten zu überwachen und zu optimieren. Ein transparenter Umgang mit den Daten und klare Vereinbarungen zu ihrer Nutzung sind Voraussetzung für eine vertrauensvolle Zusammenarbeit.

Die etablierte Fertigung muss sich also zunehmend mit Sensoren, Software, Algorithmen und Datensicherheit befassen. Elektrotechnik, Mechanik und Software sind keine getrennten Welten mehr. Dies zeigt, wie tiefgreifend der Wandel durch Industrie 4.0 ist. Damit er gelingt, müssen zwei wesentliche Fragen geklärt werden. Zum einen brauchen wir Experten, die sich sowohl mit der Fertigung als auch mit der Analyse riesiger Datenmengen auskennen. Nur in dieser Kombination lässt sich der digitale Rohstoff aus den Fabriken zu neuen Informationen verdichten. Berufsbilder wie Data Scientist oder Data Analyst rücken in den Fokus. Hierfür gilt es, die entsprechenden Curricula der Hochschulen fortzuentwickeln. Aber auch die Industrie muss ihre Aus- und Weiterbildung anpassen. Nicht allein für dieses Zukunftsfeld spielt die schulische Vermittlung allgemeiner digitaler Kompetenzen eine tragende Rolle. Wir müssen sicherstellen, dass mangelndes Wissen im IT-Bereich nicht zu einem Innovationshemmnis wird. Zudem sollte Deutschland die Chance nutzen, sich als Standort zu etablieren, in dem Integrität und Sicherheit von Daten einen hohen Stellenwert haben.