Industrie 4.0: Das sind die Forschungsgebiete für eine industrielle Zukunft

21.August 2018

Die Interessenvertretung Plattform Industrie 4.0 hat acht Forschungsfelder erarbeitet, die für den österreichischen Weg im digitalen Wandel zentral sein sollen. „Abwarten sei gefährlich“, meinte Vereins-Geschäftsführer Roland Sommer.

Wird rechtzeitig in die technologische Entwicklung investiert, sorgt das Internet der Dinge für höhere Wettbewerbsfähigkeit und neue Arbeitsplätze, sind die Interessenvertreter überzeugt. „Mit der Technologie-Roadmap für Industrie 4.0 wollen wir die Weichen dafür stellen“, so Kurt Hofstädter, Vorstandsvorsitzender der Plattform, bei der Präsentation des Papiers.

Reindustrialisierung Europas

Experten prognostizieren, dass durch Industrie 4.0 Produktinnovationen, neue Geschäftsmodelle, Qualitätsverbesserungen, verbesserte Produktivität und Ressourceneffizienz angestoßen werden. Angesichts dieser Chancenvielfalt geht man von einer Reindustrialisierung der heimischen Industrie aus – laut Schätzungen sollen dadurch bis 2025 47-48 Mrd. Euro an zusätzlicher Produktion und 22-38 Mrd. Euro an zusätzlicher Wertschöpfung hierzulande entstehen (Dachs, B. & Schult, L. (2017). Rückverlagerungen und Industrie 4.0: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie. Wien). Aktuell haben bereits 6 Prozent der österreichischen Industrieunternehmen ihre Produktion in die Alpenrepublik zurückgeholt – Tendenz steigend. Diese Entwicklung wird auch positive Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt haben: Prognosen schätzen, dass durch Industrie 4.0 in Deutschland die Beschäftigtenanzahl in der Industrie um rund 350.000 steigen wird – umgelegt auf Österreich kann man deshalb von einem Zuwachs von rund 35.000 Arbeitskräften ausgehen.

Ressourcenproblem der Kleinen

Auch bei Klein- und Mittelunternehmen sei der Wille da, sich dem Internet der Dinge zu widmen, ihnen fehlten aber oft die nötigen Ressourcen für Forschung und Entwicklung, sagte Sommer. „KMU brauchen einfache und günstige Lösungen, um Industrie 4.0 nutzen zu können“, so Isabella Meran-Waldstein von der Industriellenvereinigung (IV). Ihnen wolle man mit Rat und Tat zur Seite stehen.

Ausbildung als Schlüsselfaktor

„Der Mensch bleibt im Mittelpunkt“, betonen die Interessenvertreter. Dass Arbeitsplätze mit der technologischen Entwicklung verschwinden, glauben sie nicht: „Wenn wir gut sind, bringt das viele neue Jobs“, meint Hofstädter. Wobei sich Mitarbeiter natürlich ständig weiterbilden müssten, um an Bord zu bleiben. Um den Fachkräftemangel in den Griff zu bekommen, müsse man „positive Stimmung schaffen“, denn die Voraussetzungen für die Ausbildung seien da. Problematisch sei in diesem Zusammenhang, dass das „Berufsbild des Technikers nicht existiert“. Ein großes Anliegen sei auch, mehr junge Frauen in die Technik zu bringen.

Zentrale Forschungsfelder

In der Technologie-Roadmap hat die Plattform Industrie 4.0 Österreich acht zentrale Forschungsfelder identifiziert. Diese sichern durch ihr Zusammenspiel die industrielle Zukunft. Beispiel:  Virtualisierung wird erst durch intelligente Sensorsysteme und Softwarelösungen, die auf innovativen Maschinen (physische Systeme) Anwendung finden, möglich. Diese Kombination schafft ein Cyber-Physical-System. Damit es bedient werden kann, bedarf es intelligenter Arbeits- und Assistenzsysteme sowie Erfahrung und Fachwissen (Domänenwissen). Durch Industrie 4.0-Anwendungen, den Einsatz neuer Technologien und Domänenwissen entstehen neue Geschäftsmodelle.

 Konkret nennt die Roadmap folgende Forschungsfelder:

  • Virtualisierung: Präzise digitale Abbildungen – Stichwort digitaler Zwilling – bilden die Voraussetzung für Industrie 4.0. Hier muss daran gearbeitet werden, bereits vor der Produktion anhand eines Modells Produkteigenschaften und Produktionsabläufe vorherzusagen, zu steuern und zu verfolgen.
  • Sensorsysteme: Messsysteme liefern wichtige Informationen für die Produktion und gewinnen somit vor allem für die Qualitätskontrolle zunehmend an Bedeutung. Sensoren müssen deshalb intelligenter (Selbstdiagnose, vorausschauende Instandhaltung) und energieeffizienter werden.
  • Software Engineering ist eine Industrie 4.0-Schlüsseltechnologie, ermöglicht sie doch die Verhaltenssteuerung und -kontrolle von Systemen. Software sollte in der Zukunft adaptiver werden, um sich den immer schneller wechselnden Anforderungen in der Produktion einfacher anzupassen.
  • Physische Systeme: Smarte Maschinen und Roboter werden zentral für die Produktion werden, durch additive Fertigung (3D-Druck) kann schneller und sicherer produziert werden. Auch neue Werkstoffe halten Einzug in die Produktion.
  • Cyber-Physical-Systems sind das Industrie 4.0-Herzstück. Diese Maschinen sollten zukünftig mit Menschen interagieren und zusammenarbeiten, anstatt nur Aufgaben zu erledigen. Dadurch werden neue intelligente Produktionssysteme geschaffen, die bei Wartungsbedarf beispielweise gleich selbst den Techniker bestellen.
  • Arbeits- und Assistenzsysteme: Mit Assistenzsystemen wie Augmented Reality wird die Benutzerschnittstelle zwischen Mensch und Maschine verbessert. Das wird auch Auswirkungen auf die Arbeitsorganisation und Kompetenzen haben – dafür muss noch Bewusstsein und Akzeptanz geschaffen werden.
  • Wertschöpfungsnetzwerke und Geschäftsmodelle: Industrie 4.0 verändert die Wertschöpfung und Geschäftsmodelle – Produzenten werden zunehmend zu Serviceanbietern. Datengetriebene und -basierte Modelle sind der Schlüssel dazu.
  • Domänenwissen und Schlüsseltechnologien: Erfahrungs- und Prozesswissen der Mitarbeiter gepaart mit neuen Technologien kann praxisnahe Innovationen schaffen. Forschungsansätze in diesem Bereich sollten sich unter anderem auf Qualifikation und Wissensmanagement, aber auch auf EU-Schlüsseltechnologien wie Mikro- und Nanoelektronik oder Photonik fokussieren.

Österreich braucht Europa

„Offenheit ist absolute Notwendigkeit“, sagte Hofstädter in Bezug auf den Wettbewerb mit China und den USA. Alleine hätte es Österreich auf dem Weltmarkt schwer, unter dem EU-Dach sei es leichter. Deshalb müssten Unternehmen europaweit zusammengebracht werden und Technologiekompetenzen bündeln.

Hohe Ablehnungsrate bei Industrie 4.0-Projekten

Mit Blick ins Forschungsbörserl habe Österreich zwar eine gute Ausgangsbasis. Es fehle aber trotzdem an Geld, auch auf europäischer Ebene, betonte Meran-Waldstein. „Das Programm ‚Produktion der Zukunft‘ ist das beste Beispiel dafür, welcher Förderbedarf in Österreich besteht – so musste beispielsweise 2016 knapp die Hälfte der eingereichten Industrie-4.0-Projekte aus budgetären Gründen abgelehnt werden.“ (APA/red)

 

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