Table Of ContentEinführung und Umsetzung von Industrie 4.0
Armin Roth (Hrsg.)
Einführung und Umsetzung
von Industrie 4.0
Grundlagen, Vorgehensmodell
und Use Cases aus der Praxis
Herausgeber
Armin Roth
Braincourt GmbH
Leinfelden-Echterdingen, Deutschland
ISBN 978-3-662-48504-0 ISBN 978-3-662-48505-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-48505-7
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliogra(cid:191) e; detail-
lierte bibliogra(cid:191) sche Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Springer Gabler
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich
vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbeson-
dere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikrover(cid:191) lmungen und die Einspeicherung und
Verarbeitung in elektronischen Systemen.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt
auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen-
und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem
Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder
die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler
oder Äußerungen.
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
Springer Berlin Heidelberg ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media
(www.springer.com)
Vorwort
Liebe Leserinnen und Leser,
die digitale Transformation erfasst derzeit alle Lebensbereiche. Nahezu ständig sind wir
mit den neuen Technologien über unsere Smartphones, Tablets, PCs etc. verbunden und
nutzen die angebotenen Services (Chats, Shops, Online-Banking, Reiseportale, eTickets,
mobile Apps zur Steuerung von Außendienst-, Lager- oder Instandhaltungsmitarbeitern
etc.) wie eine Selbstverständlichkeit. Häufig wird vergessen, dass diese Dienstleistungen
noch nicht sehr lange zur Verfügung stehen und mit welcher Geschwindigkeit diese Ver-
änderung stattfindet.
Derzeit befinden sich ca. 8 Mrd. Endgeräte im Internet. Nach Prognosen sollen es im Jahr
2020 bereits ca. 50 Mrd. Endgeräte sein, d.h. die Chancen für neue Services und das Ange-
bot an digitalen Produkten werden sich drastisch erhöhen.
Unternehmen müssen heute ständig auf der Suche sein, wie sie ihre Wertschöpfungspro-
zesse durch den Einsatz neuer Technologien schlanker und effizienter gestalten und ihr
Produkt- und Leistungsportfolio an die veränderten Möglichkeiten anpassen können. Die-
jenigen Unternehmen die, unterstützt durch die technologischen Chancen der digitalen
Kunden-Unternehmens-Interaktion, am schnellsten für die Kunden überzeugende Lösun-
gen anbieten, werden ihre Marktattraktivität und Wettbewerbsfähigkeit deutlich steigern.
Industrie 4.0, die strategische Initiative für den digitalen Transformationsprozess in der
produzierenden Industrie, ist in den letzten 18 Monaten zu einem Modewort und Hype-
begriff stilisiert worden. Selbst der Normalbürger wird mit diesem Begriff inzwischen über
Sonderbeilagen in den Tageszeitungen konfrontiert.
Dieses Buch will dem Konzept Industrie 4.0 auf den Grund gehen, in dem
• systematisch die historischen und technologischen Hintergründe von Industrie 4.0
herausgearbeitet werden,
• diese mit den Paradigmen von Industrie 4.0 kombiniert werden und so ein Verständnis
für die Gesamtzusammenhänge entsteht,
• ein Vorgehensmodell zur strategischen und stufenweisen Einführung von Industrie 4.0
vorgestellt und anhand eines Beispielfalls illustriert wird und
• durch innovative Praxisbeispiele aufgezeigt wird, wie dieses Konzept bereits heute und
in der Zukunft die Wertschöpfung und das Produktangebot verändern kann.
Bei dem Entstehen dieses Buches wirkten natürlich viele Personen mit, welchen ich dan-
ken möchte. Zuerst einmal den Autoren, die mit ihren Buchbeiträgen einen wesentlichen
Teil zum Gelingen des Buches beigetragen haben sowie für ihre Bereitschaft, sich in dieses
Gesamtwerk integrieren zu lassen.
VI Vorwort
Für den regen Gedankenaustausch möchte ich mich bei meinen Partnern sowie Sandra
Merz, David Siepmann und Norbert Graef bedanken. In der Umsetzung des Buches wurde
ich sehr gut von Nils von der Heide unterstützt. Bedanken möchte ich mich auch beim
Springer-Verlag, insbesondere bei Michael Bursik und Janina Tschech für die konstruktive
Zusammenarbeit. Zuletzt möchte ich mich auch bei meiner Familie bedanken, die mit
großem Verständnis viele gemeinsame Abende, Wochenenden und Urlaubstage für das
Gelingen des Buches geopfert hat.
Bleibt mir die Hoffnung, dass Sie als Leser dieses Buches einige interessante Anregungen
für Ihren Weg der digitalen Transformation bzw. der Einführung sowie Umsetzung von
Industrie 4.0 in Ihrer Organisation finden. Für einen Gedankenaustausch und eine Dis-
kussion stehe ich jederzeit gerne zur Verfügung.
Viel Spaß bei der Lektüre!
Leinfelden-Echterdingen, im Oktober 2015
Armin Roth
Glossar VII
Inhalt
Vorwort ..................................................................... V
1 Industrie 4.0 – Hype oder Revolution?....................................1
Armin Roth
2 Industrie 4.0 – Grundlagen und Gesamtzusammenhang............. 17
2.1 Industrie 4.0 – Struktur und Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
David Siepmann
2.2 Industrie 4.0 – Fünf zentrale Paradigmen.............................. 35
David Siepmann
2.3 Industrie 4.0 – Technologische Komponenten......................... 47
David Siepmann
2.4 Industrie 4.0-Gesamtkonzept: Zusammenspiel von intelligenten
Infrastrukturen, Paradigmen und technologischen Komponenten ... 73
Norbert Graef
3 Industrie 4.0 – Vorgehensmodell für die Einführung.................. 83
3.1 Industrie 4.0-Strategie: So geht man bei der Einführung vor.......... 83
Sandra Lucia Merz
3.2 Industrie 4.0-Anwendungsbeispiel:
Entwicklung einer Industrie 4.0-Strategie am Beispiel
eines Unternehmens der Lackmittelindustrie ........................111
Sandra Lucia Merz und David Siepmann
4 Industrie 4.0 –
Use Cases aus Forschung und Unternehmenspraxis .................133
4.1 Vernetzung der realen und der virtuellen Welt
in der Produktionsplanung...........................................133
Matthias Schindler
VIII Inhalt
4.2 Durchgängiges digitales Engineering und Losgröße 1
in der Getränkeabfüll- und Verpackungsindustrie....................151
Stefan Magerstedt
4.3 MICA – Die modulare Embedded Plattform der Firma HARTING
für Industrie 4.0.......................................................163
Jan Regtmeier und Timothy Kaufmann
4.4 Innovative Konzepte einer sich selbstorganisierenden
Fahrzeugmontage am Beispiel des Forschungsprojekts
SMART FACE ..........................................................173
Lennart Sören Bochmann, Lars Gehrke,
Nils Gehrke, Christoph Mertens, Oliver Seiss
4.5 viEMA: Schwankenden Stückzahlen in Industrie 4.0
durch flexiblen Wechsel zwischen
Hand- und Automatenmontage begegnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Andreas Hermann
4.6 Digitale Transformation: Wie Virtual / Mixed
und Augmented Reality unser Arbeitsleben verändern ..............209
Lina Longhitano
4.7 Pumpen und Armaturen im Umfeld von Industrie 4.0 ................221
Thomas Paulus und Maximilian Hauske
4.8 Innovation Labs und Aktivitäten der Volkswagen Konzern IT
im Zuge der Digitalisierung und Industrie 4.0........................231
Lars Gehrke, David Hajizadeh, Christoph Kreibich, Stefan Meinzer,
Stefanie Augustine, Jennifer Sarah Geffers
5 Industrie 4.0 – Ausblick .................................................247
Armin Roth und David Siepmann
Glossar ....................................................................261
Autorenverzeichnis .......................................................269
1 Industrie 4.0 – Hype oder Revolution? 1
1 Industrie 4.0 – Hype oder Revolution?
Armin Roth
Zusammenfassung (Summary)
• Die digitale Transformation ist der Auslöser dafür, bestehende Produktionsparadig-
men in Frage zu stellen oder weiterzuentwickeln. Sie bietet produzierenden Unterneh-
men die Chance, ihre Wertschöpfung grundlegend zu optimieren und neue Geschäfts-
potentiale zu erschließen.
• Im Rahmen von Industrie 4.0 werden die aktuellen Informations- und Kommunikati-
onstechnologien mit der Produktions- und Automatisierungstechnik kombiniert und
eine neue Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette
über den kompletten Lebenszyklus von Produkten und Services angestrebt. Ziel ist
die signifikante Flexibilisierung und Verbesserung der Wertschöpfung sowie eine In-
dividualisierung der Produkte und Services durch eine intensive Kunden-Unterneh-
mens-Interaktion und -Vernetzung.
• Dieses Buch vermittelt ein Verständnis für die Konzepte, Paradigmen und technolo-
gischen Komponenten von Industrie 4.0 sowie deren Zusammenspiel. Ferner wird ein
flexibel anpassbares Vorgehensmodell zur erfolgreichen Einführung von Industrie 4.0
vorgestellt.
Inhalt
1 Die fortschreitende Digitalisierung verändert die Unternehmensumwelt ....................3
2 Industrie 4.0 – Die vierte industrielle Revolution ........................................5
3 Welchen Mehrwert liefert das Konzept für die Unternehmen und die deutsche Wirtschaft? ....6
4 Mehrwert und Aufbau dieses Buches .................................................11
5 Fazit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6 Literaturhinweise ..................................................................14
A. Roth (Hrsg.), Einführung und Umsetzung von Industrie 4.0,
DOI 10.1007/978-3-662-48505-7_1, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016
2 Armin Roth
