Der Begriff Industrie 4.0 wurde in Deutschland geprägt, und seit er von der Bundesregierung im Rahmen des "Zukunftsprojekts Industrie 4.0" des BMBF, des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, aufgegriffen wurde, bildet er so etwas wie eine industriepolitische Leitlinie Deutschlands. Immerhin, denn auch wenn Begriffsbildungen, Konzeptpapiere, Referenzmodelle, Konferenzen und Fachtagungen für sich noch keine Innovation darstellen, hat die Bundesregierung hier in einer wichtigen Frage Flagge gezeigt und eine Richtung gewiesen. Und es ist auch nicht verkehrt, zumindest schon mal bei der Theoriebildung die Nase vorn zu haben.

Wo aber stehen wir bei der Umsetzung? Sicher, das Konzept ist noch immer relativ neu, und die Unternehmen befinden sich, wenn überhaupt, noch in der Projektierungs- und Pilotphase. Mitunter ist auch zu hören, dass es möglicherweise noch ein Jahrzehnt dauern könne, bis die digitalen Fabriken das Rückgrat der Industrie bilden können. Dabei muss eines aber auch klar sein: Wer einen Begriff erfunden hat, hat sich damit kein Recht auf Exklusivität gesichert. An der "Smart Factory" wird auch woanders gearbeitet.

Was kann, was muss die IT dabei leisten? Da es bei Industrie 4.0 im Kern um die Digitalisierung, Vernetzung und Selbststeuerung von industriellen Prozessen geht, haben wir es auch primär mit einem IT-Thema zu tun. Es sind im Kern vier Komponenten, deren technologische Fortschritte Industrie 4.0 ermöglichen: das Internet der Dinge mit seiner Kommunikationsinfrastruktur, Big Data, Sensortechnik und Systemintegration. Immer kleinere und leistungsfähigere Sensoren und eingebettete Systeme erlauben es, Verhalten und Status aller möglichen Gegenstände zu ermitteln, und zwar nicht nur von Anlagen und Maschinen, sondern auch von einzelnen Werkstücken oder fertigen Produkten wie Aufzügen, Turbinen oder Fahrzeugen. Über die heute praktisch an jedem Ort verfügbare Infrastruktur können all diese Objekte ständig miteinander kommunizieren, etwa wenn Werkstücke im Fertigungsprozess selbstständig Produktionsschritte abrufen.

Sensorik und autonome Kommunikation der "Dinge" führen zu einem immensen Datenaufkommen, das mit modernen Speicher-Techno­logien erst einmal erfasst, dann aber vor allem auch sinnvoll verarbeitet werden muss; schließlich müssen in der digitalen Fabrik die bereits heute schon digitalisierten Anlagen und Systeme – insofern sind entscheidende Vorarbeiten schon erledigt worden – integriert und zusammen gesteuert werden.

Von diesen vier Komponenten von Industrie 4.0 fallen drei in den Kompetenzbereich der IT: Internet der Dinge, Big Data und Systemintegration. Während die produzierende Industrie die Sensorik zu Höchstleistungen vorangetrieben hat, was nicht zuletzt dazu geführt hat, dass sich im letzten Jahrzehnt die Preise für Sensoren nahezu halbiert haben, hat ja auch die IT keineswegs geschlafen: Im Internet der Dinge steht heute eine nahezu flächendeckende und sehr leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur zur Verfügung, und die sorgt dafür, dass heute "Dinge" über ihre IP-Adressen wirklich erreichbar sind. Auch hier haben sich die Kosten bewegt, denn die Preise für Bandbreite sind deutlich gesunken. Gleiches gilt für Datenspeicher, denn auch sie werden immer preiswerter, was jeder merkt, der eine externe Festplatte kauft. Es stehen aber auch neue Technologien zur Verfügung, beispielsweise immer leistungsfähigere SSDs, die schon sehr bald die herkömmlichen, sich drehenden Plattensystem in weiten Bereichen ablösen werden. Die Datenmassen, die die Sensoren liefern, können also auch entgegengenommen werden. Neue Datenbanksysteme – zum Beispiel In-Memory-Datenbanken – und Analyseverfahren sorgen dafür, dass Unternehmen mit diesen Daten auch etwas Sinnvolles anfangen können. Schließlich bietet moderne Systemsoftware die nötigen Strukturmöglichkeiten, um bislang isolierte Anlagen auf Shop-Floor-Ebene, intelligente Werkstücke, aber auch ausgelieferte Produkte über herkömmliche Prozesssteuerung hinaus in einem ganzheitlichen Ansatz zusammenzuführen.

Allerdings haben wir – wenn überhaupt – bislang hauptsächlich Einzellösungen vor uns. Der eine oder andere Aufzug kann schon mit seinem Hersteller, das eine oder andere Bauteil mit seiner Produktionsstraße kommunizieren, und die übermittelten Daten werden vielleicht auch in einer Big-Data-Lö­sung verarbeitet. In der Produktion aber werden die gewonnenen Informationen dann doch noch nicht umgesetzt – jedenfalls nicht außerhalb von Pilotprojekten. Durchgängige Prozesse, die Produktion, Logistik und Main­tenance umfassen, also echte cyberphysische Systeme, fehlen draußen in den Fabriken nach wie vor.

Hier hat auch die IT eine Bringschuld, denn sie ist ja für einige der Komponenten von Industrie 4.0 "zuständig" und hat hier die Technologiehoheit. Ihre Aufgabe ist es, der Industrie überzeugende Gesamtlösungen anbieten; es wird künftig nicht reichen, hier ein leistungsfähiges Speichersystem, da eine Big-Data-Datenbank und dort eine WLAN-Infrastruktur zu implementieren. Von Gesamtlösungen sind wir derzeit also noch ein gutes Stück entfernt. Die unbestreitbaren Chancen und Möglichkeiten, die das Konzept grundsätzlich bietet, lassen sich jedoch nur nutzen, indem man sich zügig an die Umsetzung macht.