Die vierte industrielle Revolution

Zur Begriffsbildung der industriellen Revolution und Industrie 4.0

Hintergrund des Begriffes Industrie 4.0

Industrie 4.0 hat sich binnen kürzester Zeit zu einer omnipräsenten Bezeichnung in den Fach­publikationen entwickelt und ist nicht zuletzt als Leitmotto für die Industrie­messe 2014 in Hannover [1] einem größeren öffentlichen Publikum bekannt geworden. Auch der Welt­konzern Siemens, einer der führenden Anbieter im Bereich der Auto­ma­ti­ons­technik für die Industrie hat in seiner Presse- und Analystenkonferenz vom 07. Mai 2014 die Neu­­aus­richtung des Konzerns auf die Schwerpunkte Elektrifizierung, Auto­ma­ti­sie­rung und Di­gitalisierung unter dem Stichwort „Vision 2020“ bekanntgegeben [2]. Der Konzern richtet sich damit auf die wesentlichen Felder der unter Industrie 4.0 beschriebenen Tech­no­logien aus.

Der Begriff Industrie 4.0 ist eine Wortschöpfung, deren Ursprung auf den gleichnamigen Ar­beits­kreis eines Forschungsprojektes der Forschungsunion [3] zurückgeht, welcher im Rahmen der Hightech-Strategie (HTS) der Bundesregierung gefördert wurde [4]. Die Ar­beits­gruppe der Forschungsunion hat hierzu im Oktober 2012 ihren Forschungsbericht mit dem Titel „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“ vor­gelegt [5].

Häufig wird in diesem Zusammenhang von einer industriellen Revolution gesprochen, die gerade beginne und genauer betrachtet sei dies nun die vierte industrielle Revolution nach jenen durch die Computer- und Kommunikationstechnik, der Elektrifizierung sowie der Erfindung der Dampfmaschine. Die Nummerierung der Revolutionen spiegelt dabei den durch Informationstechnik geprägten Zeitgeist wider und erklärt den Begriff Industrie 4.0 angelehnt an die Versionierung (Releases) von Software.

Während im Um­feld der computertechnologisch geprägten Fertigung von der vierten Industriellen Re­vo­lu­tion gesprochen wird, existieren auf anderen Feldern weitere Be­schrei­bungs­an­sätze, die sich z.B. auf die Definition von industriellen Revolutionen aus dem Zusammenhang mit Veränderung von Energieregimen beziehen [6] bzw. den Begriff der industriellen Re­vo­lutionen nur im Gesamtzusammenhang mit wirtschaftlichen, politischen und ge­sell­schaft­lichen Veränderungen akzeptieren [7]. Auch der Zählerstand bei den Revolutionen ist uneinheitlich. In der Literatur finden sich unterschiedliche Einschätzungen zur Klas­si­fi­zierung und semantischen Ordnung von industriellen Revolutionen. Rifkin beschreibt die aktuellen Veränderungen als die Dritte industrielle Revolution [8], welche das Ende des Ölzeitalters markiere, Ziegler problematisiert bereits den Begriff der zweiten industriellen Revolution und akzeptiert daher nur für die erste Phase der gesellschaftlichen und wirt­schaftlichen Umwälzungen im 18. Jahrhundert die Bezeichnung Revolution [9]. Die De­fi­ni­ti­onsansätze in der Literatur sind dabei aber nicht komplett widersprüchlich, sondern neh­men vielmehr unterschiedliche Sichten auf den Begriff der industriellen Revolution ein. Im folgenden soll daher die Begriffsverwendung der Industriellen Revolution genauer erläutert werden.

Begriff der Industriellen Revolution

Im Umfeld der Veröffentlichungen zur „Industrie 4.0“ wird vorwiegend auf die tech­no­lo­gisch-induzierten Veränderungen eingegangen und dabei vor allem auf die Vernetzung und Automatisierung von Fertigungsprozessen fokussiert [10]. Der Blick kann aber auch aus einer ganz anderen Perspektive erfolgen. Jeremy Rifkin sieht beispielsweise die Ver­än­de­rungen der Energieversorgung weg von zentral organisierten, auf fossilen Energie­trä­gern basierenden Versorgungssystemen, hin zu dezentral, selbstorganisierten „grünen“ Energien (regenerative und umweltfreundliche Energien) und die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­no­logien als die maßgeblichen Treiber der aktuellen industriellen Revolution. Diese sei dem­nach nur möglich, weil sich auch das Energieregime ändert [11], technologische In­no­vationen allein vermögen nach seiner Ansicht keine Revolution auszulösen.

Kennzeichen einer (industriellen) Revolution sind grundlegende Veränderungen, die nicht nur einen Teil einer Branche, Industrie oder Gesellschaft betreffen, sondern viel­mehr alle Bereiche gesellschaftlichen Lebens und der Ökonomie verändern und neu ordnen [12]. Die Verwendung des Begriffes der industriellen Revolution lässt sich bis in das 19. Jahrhundert rückverfolgen, bspw. im Werk „Principles of Political Economy“ (1848) von Stuart Mill [13] sowie in „Lectures on the industrial revolution of the 18th century in England“ (1894) von Arnold Toynbee[14]. Hierin werden die Auswirkungen durch technologische Neuerungen auf den Arbeitsalltag der Menschen und die ge­samte Gesellschaft als re­vo­lutionär beschrieben und der Begriff der Revolution im Zusammen­hang mit volks­wirt­schaft­lichen und technologischen Veränderungen verwendet [15].

Mit den Veränderungen der Produktionsarbeit gingen in der Ver­gangen­heit auch große ge­sellschaftliche Veränderungen einher (z.B. Wanderungs­be­wegungen in die Städte hin zur Arbeit), die selbst auch Auswirkungen auf die Organisation des Staates haben kön­nen [16]. Die sozialwissenschaftlichen Diskussionen in diesem Bereich sind inzwischen sehr umfangreich und teils kontrovers und lassen sich hier nicht vollständig wiedergeben. Dabei ist festzustellen, dass auch der Begriff der industriellen Re­vo­lution in seiner sozialwissenschaftlichen Bedeutung und richtigen Anwendung nicht un­um­strit­ten ist. Die Einteilung in verschiedene Phasen der Industrialisierung und deren Be­nen­nung ist daher je nach Quelle unterschiedlich. Im Zusammenhang mit der Behandlung der Industrie 4.0 wird häufig in die Unterteilung in eine erste, zweite und dritte industrielle Revolution vorgenommen [17]:

Die 1. Industrielle Revolution: Gekennzeichnet ist diese Phase durch die zunehmende Mechanisierung der Produktion und die Verbreitung der Dampfmaschine, ausgehend von der Textilindustrie Großbritanniens Ende des 18.Jahrhunderts. Es entstehen Fa­b­riken, deren Arbeitsplätze zunehmend die vormals protoindustrielle [18] Arbeitsweise ersetzen [19]. Mehrere Maschinen (meist Webstühle) können von einem einzelnen Arbeiter bedient werden [20]. Holz und Kohle dominieren zu dieser Zeit als Energieträger, die ersten Industrien siedeln in der Nähe der Rohstoffvorkommen. Erst mit der Erfindung der Eisen­bahn und dem sukzessiven Ausbau von Streckennetzen konzentrieren sich die In­dus­t­rien in den Städten. Mit der Telegraphentechnik entlang der Bahnstrecken entsteht ein grob­maschiges Kommunikationsnetz, das erstmals über große Distanzen reicht und den schnellen Austausch von Informationen ermöglicht.

Die 2. industrielle Revolution: Mit der Entwicklung des Dynamo- und des Ver­bren­nungs­motors werden mehrere Energiequellen in einer Fabrik möglich. Die vor allem von Henry Ford betriebene Fließbandfertigung und die von Frederic Taylor erforschte und ent­wickelte Konzeption der Arbeitsteilung begründen die nächste Revolutionsstufe der In­dustrialisierung. Ausgehend von den USA geht diese Entwicklung nach dem Ersten Weltkrieg mit zunehmender Automatisierung und dem Übergang zur Massenfertigung einher. Parallel vollzieht sich die Elektrifizierung der Städte und Haushalte. Öl und petro­chemische Produkte lösen Holz und Kohle als Energieträger ab und verdrängen die Dampf­maschine. Das massengefertigte Automobil, welches mit der von Ford ein­ge­setz­ten Fließfertigung für breite Käuferschichten erschwinglich wird, ersetzte die Fuhr­werke als bis dahin gebräuchlichste Transportmittel. Neben dem weiter voran­schreitenden Aus­bau der Verkehrsinfrastruktur erfolgt auch der Ausbau der Kommunikations­struk­turen, die Telegraphenverbindungen weichen den Telefonnetzen mit immer fein­glie­dri­ger Ausprägung.

Die 3. industrielle Revolution: Als Beginn der dritten Stufe wird der Einzug der Com­pu­tertechnik in der Fertigung gegen Ende der 1970er Jahre angesehen [21]. Vormals fest­ver­drahtete Maschinen [22] konnten durch den zunehmenden Einsatz von intelligenter Steu­erungs­technik flexibler und schneller auf geänderte Anforderungen eingestellt werden. Erste Ansätze waren auf Lochkarten gespeicherte Maschinenbewegungen, die von der Maschine eingelesen und ausgeführt wurden und den Ursprung der NC-Technik begründen [23]. Der Trend der Computerisierung führte mit der CNC-Technik [24] zu immer besseren Verfahren und hält dabei bis in die heutige Zeit an. Die Ent­wicklungen münden heute in einer zunehmenden Digitalisierung der Produktion mit voll­ständiger Vernetzung der Fertigung untereinander. Mit der Internettechnologie und mobilen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­niken bieten sich zudem immer mehr Möglichkeiten, die Vernetzung der Unter­neh­men untereinander und mit ihrer Umgebung durchzuführen und ermöglichen dezentrale Fer­ti­gungskonzepte [25]. Neben dem wie in den vorherigen industriellen Revolutionen be­schrie­benen Wandel in der Infrastruktur (hier die zunehmende Bedeutung der Kom­mu­ni­kationsnetze) und den Veränderungen in der Produktionsweise (Automatisierung) lässt sich auch im Energiesektor mit der (noch zögerlichen) Abkehr von fossilen Energie­trä­gern hin zu erneuerbaren Energien ein grundlegender Wandel feststellen [26].

Zu beachten ist hierbei der Unterschied in der europäischen und der US-amerikanischen Per­spektive auf die industriellen Revolutionen, begründet aus den unterschiedlichen ge­schicht­lichen, geographischen und wirtschaftlichen Gegebenheiten der Länder. Den deut­lichsten Unterschied markiert der Erste Weltkrieg, der für die Entwicklung Europas gra­vierendere Konsequenzen als für die USA hatte. Aber auch bei Betrachtungen der In­dustrialisierung des 18. und 19. Jahrhunderts in den einzelnen europäischen Ländern stellen sich deutliche Unterschiede in den Verläufen der industriellen Entwicklung und des Zeitpunktes heraus. Eine allgemeine zeitliche Einordnung der industriellen Re­vo­lu­ti­onen (besonders der Ersten) lässt sich daher für Europa nicht treffen. Vielmehr müssen hier­zu die Länder und bei näherer Betrachtung sogar die einzelnen Regionen des je­wei­ligen Landes betrachtet werden [27]. Vor diesem Hintergrund sind die zeitlichen Ein­ord­nung­en der industriellen Revolutionen also eher als grobe Zeitmarken zu betrachten.

Wie bereits weiter oben angesprochen, ist die Einteilung in bislang drei industrielle Re­vo­lutionen nicht unumstritten. Diskutiert wird hierbei u.a., dass nicht die technische In­novation, wie die Erfindung der Dampfmaschine und später der Elektromotoren und Kom­munikationstechnik allein eine industrielle Revolution begründeten. Vielmehr wird das Zusammentreffen verschiedener Veränderungsprozesse in Technik, Gesellschaft, Politik und Wirtschaft als Initiator einer industriellen Revolution gesehen [28].

Neben der unterschiedlich gewichteten Bedeutung der Energiefrage herrscht aber Über­einstimmung in der Betonung der Bedeutung der Rolle des Staates. Es wird heraus­ge­stellt, dass es gerade auch staatlicher Einflussnahme geschuldet ist, Ver­änderungs­pro­zesse maßgeblich beschleunigen aber auch bremsen zu können [29]. In der euro­pä­ischen Perspektive bedeutet dies vor allem den Abbau von Zollschranken und den Ein­stieg in den Ausbau von Schienen- und Straßennetzen. In der Phase der zweiten In­dus­tri­ellen Revolution wären Investitionsvorhaben dieser Größe von der Privat­wirt­schaft allein nicht zu bewerkstelligen gewesen. Auch die rechtlichen Rahmen­be­din­gung­en z.B. in der Schaffung der Kapitalgesellschaften, insbesondere der Aktiengesellschaft (Aktien­ge­setz in Deutschland von 1843) und dem Aufbau eines verlässlichen Währungs­regimes [30] schufen erst die Rahmenbedingungen für privatwirtschaftliches Risiko und den Zugang zum erforderlichen Investitionskapital für Großprojekte wie den Eisen­bahnbau [31].

Gleichzeitig wird betont, dass sich alle sogenannten Revolutionen nicht abrupt innerhalb kurzer Zeit vollzogen, sondern regional sehr unterschiedlich in Ausprägung und Tempo und dabei stets über mehrere Generationen erstreckten [32]. Dabei wird auch die Ansicht ver­treten, dass die Industrialisierung der „schwerindustriellen Phase“ [33] längst noch nicht ab­geschlossen scheint. Bei globaler Betrachtung sind beispielsweise China und die lateinamerikanischen Staaten noch mitten in der zweiten Industrialisierungsphase, die in Europa, Japan und den USA bereits durchlaufen ist. Diese Länder scheinen dabei sogar be­reits am Ende der dritten Phase und im Übergang zu einer neuen Phase zu stehen [34].

Die hier zitierten Autoren kommen trotz unterschiedlicher Beurteilungen der industriellen Revolutionen zu ähnlichen Schlussfolgerungen in ihrer Charakterisierung. Sie sehen das Zusammentreffen mehrerer Dis­ziplinen als Auslöser industrieller Revolutionen [35]. Der von Rifkin beschriebene Zu­sam­menhang von Energieversorgung, Trans­port­wesen /Mobilität und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­strukturen [36] findet sich ebenso bei Ziegler, auch wenn dieser nicht explizit darauf abstellt [37]. Allerdings lehnt Ziegler bereits die Begrifflichkeit der „Zweiten Industriellen Revolution“ mit der Begründung ab, dass die Veränderung der Zusammensetzung eines „In­du­stri­ellen Führungssektorkomplexes“ z.B. beim Übergang von der stahl- und kohlegeprägten In­dustriephase zur elektro-, petrochemisch do­mi­nie­rten und später der von Auto­ma­ti­sie­rung und Massenfertigung gezeichneten Industriephase lediglich den technischen Fort­schritt aber keine industrielle Revolution begründen [38]. Optimierung, Innovationen und Evo­lution der eingesetzten Technik, als auch die Beschleunigung wirtschaftlicher Pro­zesse begründen danach allein keine industrielle Revolution. Er spricht stattdessen von den „neuen Industrien“ [39] und teilt die Industrialisierung in die drei Phasen der „leicht­industriellen Phase“ (1770 – 1840), der „schwerindustriellen Phase“ (1830 – 1890) und der „neuen Industrien“ (1880 – 1914) [40].

Begriffsverwendung der Industriellen Revolution

Es bleibt vermutlich späteren Generationen an Historikern überlassen, ob sich die ak­tu­ellen Veränderungen, die unter Industrie 4.0 aufgeführt werden, als revolutionär ein­stu­fen lassen und die Begriffsverwendung der industriellen Revolution tatsächlich be­rechtigt ist. Zumal dann noch zu klären wäre, um welche Stufe der industriellen Re­vo­lu­tion es sich dann handelt. So bleibt hier festzuhalten, dass der Begriff der vierten in­du­stri­ellen Re­volution zwar nicht irreführend und kein reiner Marketingbegriff ist, aber unter sozial­wissen­schaftlichen Betrachtungspunkten einer genaueren Untersuchung bedarf. Darüber hinaus wird in der Literatur auch dis­kutiert, ob angesichts der langen Zeiträume der Umwälzungen anstelle einer Revolution nicht bes­ser von einer Evolution zu sprechen wäre [41].

Wie beschrieben, verlaufen industrielle Revolutionen in den jeweils betrachteten Staaten oder Kontinenten nicht einheitlich. Zudem treten die Staaten auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten in neue industrielle Phasen ein. Beispielhaft sind hier die Entwicklungen in den US-amerikanischen und europäischen Staaten angeschnitten worden, die Be­trach­tung würde bei Ausweitung auf weitere Staaten bspw. den BRICS-Staaten [42] zu einem noch heterogeneren Gesamtbild führen. Gemeinsamkeiten lassen sich dennoch fest­stel­len und sollen hier zur Verdeutlichung nochmals aufgeführt werden. Unabhängig von mit­unter nur regionalen Unterschieden in den Ländern lassen sich danach die folgenden maß­geblichen Rahmenbedingungen für den Verlauf industrieller Revolutionen fest­stellen:

  • Die vorhandene Wirtschaftsstruktur des Landes und die sektorale Verteilung der wirt­schaftlich Tätigen (primärer, sekundärer und tertiärer Sektor) bestimmen die Aus­prä­gung der Veränderungen.
  • Die gesellschaftlichen Verhältnisse, insbesondere Sozialwesen und staatliche Struk­turen hemmen oder verstärken „revolutionäre“ Veränderungen.
  • Politische Aktivität oder Passivität und die Durchsetzungsfähigkeit staatlicher Maß­nah­men können ebenfalls Entwicklungsprozesse beschleunigen oder hemmen.
  • Geographische Begebenheiten bestimmen die In­fra­struk­tur.
  • Der Zugang zu Rohstoffen und Wissen entscheidet über die Geschwindigkeit von Ver­änderungen.
  • Kriege und andere Katastrophen können die Entwicklung eines Landes be­ein­träch­tigen oder sogar zurückwerfen.

Die genannten Bedingungen finden sich in unterschiedlichen Ausprägungen in allen vor­herigen industriellen Epochen und hatten maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklung der Regionen [43]. Zwar ist die jeweilige Merkmalsausprägung unterschiedlich, dennoch sind sie in jeder der genannten Revolutionen zu finden und können somit als Indikatoren her­an­gezogen werden.

Eine abschließende Bewertung der Begriffsverwendung „Industrielle Revolution“ kann gerade vor dem Hintergrund der unterschiedlichen Bewertung und dem noch andauernden Diskurs in den Fachbereichen nicht vorgenommen werden. Es sei auf die zitierte Literatur verwiesen, die sich hierzu ausführlich auseinandersetzt. Für den praktischen Umgang von Relevanz ist, dass sich aus den unterschiedlichen Standpunkten in der Literatur Gemeinsamkeiten ableiten lassen, aus dem sich wiederum ein Ori­en­tie­rungs­rahmen entwickeln lässt. Die Begriffe „industrielle Revolution“ als auch der weiter unten noch zu diskutierende Begriff der „Industrie 4.0“ als die deutsche Definition der vierten in­dustriellen Revolution oder „Advanced Manufacuturing 2.0“ als die US-amerikanische Ent­sprechung sollten dabei stets vor dem Hintergrund der geschilderten Ab­gren­zungs­pro­blematik und der unterschiedlichen Ansätze gesehen werden. Die Begriffe sollten da­her nicht als definitorisch und allgemeingültig interpretiert werden, sondern müssen stets im jeweiligen Kontext betrachtet werden.

Darüber hinaus gilt es zu beachten, dass sich die bisherigen Betrachtungen dabei ledig­lich auf den US-amerikanischen, sowie den europäischen Wirtschaftsraum beziehen. Unter­suchungen der Verwendung des Begriffes in den BRICS-Staaten, sowie den asia­tischen Märkten wurden für diese Arbeit nicht herangezogen. In dieser Arbeit wird hierzu aus­gehend von den herangezogenen Quellen eine Vergleichbarkeit der Revolutionen in allen Industrienationen unterstellt. Diese Länder befinden sich danach lediglich in unter­schied­lichen Phasen der industriellen Entwicklung und damit auch in unterschiedlichen Phasen der industriellen Revolutionen und deren Ausprägung. Es erscheint dabei nicht un­wahr­scheinlich, dass gerade die sogenannten Schwellenländer sogar eine Re­vo­lu­ti­ons­stufe überspringen können, wenn die Gegebenheiten (Technologie, Energie, In­fra­struk­tur) dies ermöglichen. Dort sind in einigen Regionen beispielsweise die mobilen Kom­munikationstechnologien bereits stärker entwickelt als die kabelgebundenen Tech­nologien[44]. Gleiches gilt für darauf basierende Dienstleistungen [45].

Ähnliche Entwicklungen wären für die Erschließung durch erneuerbare Energien und da­mit verbundene, dezentrale Versorgungsstrukturen denkbar. Untersuchungen und de­tail­lierte Beschreibungen sollen hierzu in dieser Arbeit aber nicht angestellt werden.

Die 4. industrielle Revolution

Wie bereits im vorherigen Abschnitt dargestellt, sehen einige Autoren in den aktuellen Ent­wicklungen erst die dritte industrielle Revolution [46]. Vorwiegend mit der Begründung, die Computerisierung der Fertigungstechnik ab den 1970er Jahren sei als technische Evo­lution zu sehen und habe keine revolutionären Züge. Selbiges wird von einigen Au­toren bereits für die sogenannte zweite industrielle Revolution angenommen. Die gegensätzlichen Einschätzungen und der Diskurs hierzu wurde in dieser Arbeit angeschnitten und kann nicht abschließend behandelt werden. Her­aus­zu­stellen bleibt, dass sich unabhängig von der Benennung der Entwicklungen große Ge­mein­samkeiten in der Beschreibung der aktuellen Veränderungen finden.

Rifkin sieht die von ihm als dritte Stufe der Industriellen Revolutionen beschriebenen Ver­änderungen auf fünf Säulen begründet: [47]

  • den Umstieg auf erneuerbare Energien,
  • den Wandel zu Mikrokraftwerken, welche Energie dezentral vor Ort erzeugen,
  • den Einsatz dezentraler Energiespeicher in Gebäuden und Knotenpunkten zur Spei­che­rung von unregelmäßiger Energie,
  • die Nutzung von Internettechnologie zur Organisation eines Energy-Sharing-Netzes (Inter­grid) zu Verteilung lokaler Energieüberschüsse und
  • die Umstellung der Transportflotten auf Steckdosen- und Brennstoffzellenfahrzeuge.

Diese Sicht ist damit vor allem durch die Konzentration auf die erneuerbaren Energien und Kommunikationsnetze und die hierfür erforderlichen dezentralen Infrastrukturen so­wie den sich daraus ergebenen Auswirkungen auf Gebäude- und Transport-/Ver­kehrs­tech­nik geprägt [48]. In weitergehenden Konzepten wie bspw. den „Um­setzungs­emp­feh­lungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“ [49] nehmen die erneuerbaren Energien und die Implikationen hieraus ebenfalls eine bedeutende Rolle ein und sind als Konzept der „Smart Grids“ für die Stromnetze, als Konzept „Smart Buildings“ für die Gebäudetechnik und „Smart Mobility“ als Konzept für die Elektromobilität beschrieben [50].

Die Energiefrage ist hierbei allerdings nur ein Teilaspekt der aktuellen industriellen Revolution. Aus den neuen, dezentralen Energieerzeugungs- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­struk­turen leiten sich auch Konsequenzen für die Organisationsformen ab [51]. Zen­tra­li­sierte Organisations- und Arbeitskonzepte werden demnach zunehmend lateralen [52] Konzepten weichen [53]. Die Digitalisierung ermöglicht zudem nicht nur neue Fer­ti­gungs­techniken, sie strahlt gleichfalls auf die Organisationsstrukturen der Unternehmen ab. Wissens­arbeiterinnen und -arbeiter sind in der Ausübung ihrer Tätigkeiten nicht mehr an einen bestimmten Ort gebunden und können ihrer Arbeit an unterschiedlichen Arbeits­plätzen und –orten im Unternehmen nachgehen. Voraussetzung ist dafür lediglich der Zu­gang zu schnellen Kommunikationsnetzen. Für die Fertigung scheinen sich – zu­mindest in einigen Branchen – ähnliche Tendenzen abzuzeichnen. Unter der Be­zeich­nung „Local Sourcing“ oder „near-shoring“ werden Leistungen global geplant und ver­netzt, aber lokal organisiert und realisiert. Dezentralisierung von Ar­beit und deren Neuorganisierung ist daher eine der Hauptfolgen der Digitalisierung. Ver­gleichbare Visionen zur Dislozierung sind bereits in Warnecke[54] beschrieben und finden sich aktuell in einer Studie des Fraunhofer-Instituts wieder, darin beschrieben als das Konzept der Minifabriken [55].

Die „intelligente“ [56] Fertigung stellt die Keimzelle der unter Industrie 4.0 beschriebenen Ver­änderungen dar. Die weiter voranschreitende Computerisierung der Pro­duk­ti­ons­tech­nik geht über in die Virtualisierung der Fertigung. Maschinen und ganze Fabriken werden mittels digitaler Werkzeuge am Computer entworfen und sind damit vollständig digital beschrieben. Die durchgängige Vernetzung ermöglich zudem jederzeitigen Zugriff und Auskunft über jede einzelne Komponente eines komplexen Fertigungsprozesses [57].

Die Kommunikationstechnik wird durch den stetigen Ausbau der Mobilfunk- und Nah­be­reichs­funknetze (wie bspw. WLAN) immer flexibler einsetzbar.

Die für die vorherigen industriellen Revolutionen definierten Rahmenbedingungen lassen sich anhand der aktuellen Entwicklungen wiederfinden. Darin wurde definiert, dass sich industrielle Revolutionen auf alle Bereiche des ge­sell­schaft­lichen Lebens und Wirtschaftens auswirken. Diese sind anhand der Merkmale Tech­no­lo­gie, Infrastruktur (geographisch, bautechnisch), Zugang zu Rohstoffen sowie Ge­sell­schafts­struktur zu identifizieren und finden sich mit ihren Entsprechungen auch in den aktuellen Entwicklungen wieder:

Infrastruktur: Entstehung und weiter voranschreitender Ausbau des Internets sowie mobiler Kommunikationstechnologien. Neben die in vorherigen industriellen Re­vo­lu­ti­onen sehr bedeutende Verkehrsinfrastruktur in der realen Welt tritt die virtuelle In­fra­struk­tur der Daten- und Kommunikationsnetze. Straßen-, Schienen und Luft­ver­kehrs­netze bleiben bedeutend, werden aber durch immer leistungsfähigere Datennetze ergänzt.

Zugang zu Rohstoffen: Dieser ist im globalisierten Handel in Friedenszeiten zumindest kein technisches Problem mehr. Wichtiger wird zunehmend die Ressource Wissen und der Zugang hierzu.

Geographische Begebenheiten: Deren Gewicht schwindet zugunsten der Bedeutung des Zugangs zu qualifizierten Personal, welches wiederum gleichzeitig Zugang zu guten Bildungssystemen und Wissensquellen hat.

Technologie: Computertechnik unterliegt einer stetigen Miniaturisierung und gleich­zei­tigen Zunahme an Leistung und Kapazitäten (Mooresches Gesetz [58]). Hinzu kommt ein stetiger Preisverfall. Hierdurch begünstigt, findet Computertechnik Eingang in immer mehr Geräte des Alltagslebens sowie in Maschinen der Fertigungstechnik [59].

Kommunikation: Was die Telegraphennetze der ersten industriellen Revolution und die Telefon­netze der zweiten industriellen Revolution waren, sind heute die Daten- und Kom­munikationsnetze in Form des Internets. Sie heben geographische Distanzen auf und ermöglichen die globale Kollaboration von Unternehmen über Zeitzonen hinweg.

Gesellschaft: Hier zeichnet sich ein Split zwischen ortsgebundener und orts­un­ab­hän­giger Arbeit ab. Immer mehr Bereiche der Arbeitswelt lassen sich ortsunabhängig am Computer verbunden über das Internet ausführen.

Anhand der Punkte wird deutlich, dass die aktuellen Entwicklungen den Begriff einer in­dustriellen Revolution rechtfertigen, wenngleich an dieser Stelle keine abschließende Unter­suchung stattfinden kann. Festzuhalten bleibt, dass nicht nur einige, sondern alle Be­reiche des gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Tuns von den Veränderungen be­troffen und einem Wandel unterworfen sind. Dabei wird die Stärke des Wandels auch hier von den jeweiligen lokalen Bedingungen abhängen, ähnlich wie das bereits weiter oben für die vorherigen industriellen Revolutionen beschrieben wurde.

Die aktuelle industrielle Revolution ist dabei im Wesentlichen durch die folgenden Punkte charakterisiert:

  • Digitalisierung
  • Individualisierung von Produkten und Dienstleistungen
  • Automatisierung der Produktion
  • mobile Kommunikationstechniken
  • Vernetzung von Menschen, Gütern und Maschinen im Internet der Dinge und Dienste
  • Dezentralisierung von Arbeit und Produktion

Unabhängig von den beschriebenen Diskussionen zur Zählweise, soll auch in dieser Arbeit von der 4. Stufe der industriellen Revolution gesprochen werden. Die Zählweise ist dabei unerheblich für die folgenden Betrachtungen, soll aber zur Vermeidung von Ir­ritationen und Missverständnissen der mehrheitlich verwendeten Einordnung nach über­nommen werden. Basis für folgende Einführung des Begriffes der Industrie 4.0 ist die Annahme, einer aktuell stattfindenden industriellen Revolution.

Begriffsbestimmung Industrie 4.0

Im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, sowie des Bundes­mi­nis­teriums für Wirtschaft und Energie wurden Studien (2009, „Nationale Roadmap Embedded Systems“ [60]) und die bereits weiter oben genannten Handlungsempfehlungen im Rahmen der Hightech-Strategie vorgelegt (2013, „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“ [61]), welche aktuell das öffentliche Verständnis von einer Industrie 4.0 prägen [62]. Dass dieser Begriff einen derartigen Hype erlebt, hat dabei selbst die Initiatoren überrascht [63]. Dabei ist die Bezeichnung „Industrie 4.0“ wie bereits ein­gangs erwähnt, eine rein deutschsprachige Wortschöpfung, die sich erst langsam über die Landesgrenzen hinaus verbreitet [64]. Dies liegt nicht zuletzt darin begründet, dass Deutschland als Weltmarktführer im Bereich des Anlagen- und Maschinenbaus eine ge­wisse Leitfunktion zugesprochen werden kann und der Begriff in den Medien weite Ver­breitung gefunden hat. Zunehmend wird Industrie 4.0 auch als Marketingbegriff in der Pro­dukt­werbung eingesetzt während er parallel in einer stetig steigenden Anzahl von Studien und Fachartikeln sukzessive in der seiner Bedeutung klarer definiert wird. Neben der häufigen Nennung in den Massenmedien greifen gerade die Fach- und Re­gie­rungs­publikationen den Begriff der Industrie 4.0 als thematische Klammer auf. In den wissen­schaftlichen Einrichtungen wie den Fraunhofer-Instituten und den Hochschulen (vor­wie­gend in der Produktionsforschung und Logistik) wird der Begriff ebenso verwendet und diskutiert. Damit erscheint eine künftige starke Verbreitung und Akzeptanz des Be­griffes der Industrie 4.0 und die Einordnung in eine Theorie der Logistik durchaus realistisch.

Die Industrie 4.0 berührt neben dem Kerngebiet der Industrie auch den Bereich der Gesundheits- und Energiewirtschaft sowie der Gebäude- und mobiler Kom­mu­ni­ka­ti­ons­technik. Der Arbeitskreis der Plattform Industrie 4.0 hat die Logistik in seinem Ab­schluss­bericht unter dem Stichwort „Smart Logistics“ gegenüber den anderen Industrie 4.0-Be­reichen abgegrenzt [65]. Die Abbildung 1 zeigt die Ein­ord­nung der verschiedenen Kernfelder in das alle Bereiche umschließende Internet der Dinge und Dienste. Deutlich wird hierbei, dass es letztlich nicht nur um die Vernetzung von Logistik und moderner Fabrik geht, sondern auch in den anderen Kernfeldern über die gleichen Kommunikationsstrukturen untereinander und zwischen den Feldern mit­einander kommuniziert wird, also Daten ausgetauscht werden. Als Kern dieser Industrie 4.0 wird die „Smart Factory“ gesehen.

Grafische Darstellung der Smart-Factory, eingebettet in das Internet der Dinge und Dienste.
Die Smart Logistics, eingebettet in das Umfeld des Internet der Dinge und Dienste. [66]
Keimzelle der Smart Factory ist die Fertigung, welche durch die zunehmende Com­pu­te­ri­sierung in den vergangenen Jahren immer intelligenter und Bestandteil stark vernetzter In­frastrukturen geworden ist. Diese sogenannten Cyber-Physikalischen Systeme (CPS) [67], die eine globale Vernetzung der intelligenten Fabriken ermöglichen [68] und die Kon­zepte der Digitalen Fabrik [69] laufen zusammen mit dem Ansatz der Smart Factory [70] und stellen damit die eigentliche Neuerung der industriellen Revolution im Blickpunkt der Produktionstechnik dar. Die Vernetzung aller Elemente der Automatisierungstechnik (Aktorik, Sensorik, Steuerungs- und Peripheriegeräte) über Netzwerktechnologien er­mög­lichen die „intelligente Produktion“. Sensoren können jederzeit an jede Stelle ihre Mel­dungen geben, Aktoren können direkt adressiert und mit Steuerungsbefehlen be­schickt werden. Maschinen können damit aus der Ferne konfiguriert und kurzfristig für den jeweiligen Anwendungszweck eingerichtet werden, ohne dass es hierzu eines manu­ellen Eingriffs direkt an der Maschine bedarf.

Während der Begriff der vierten industriellen Revolution die globale, also bereichs­über­grei­fende Beschreibung vornimmt, reduziert der Begriff der Industrie 4.0 den Fokus auf die Fertigungstechnik. Die aus dem Wandel in der Fertigungstechnik induzierten Ver­än­de­rungen werden dann in den Teilkonzepten mit dem Zusatz „Smart“ beschrieben.

Dabei ist die Darstellung uneinheitlich. Häufig wird bei der Begriffsverwendung von Industrie 4.0 auf die Definition der Plattform Industrie 4.0 Bezug genommen. Diese sieht den Begriff Industrie 4.0 als Synonym für die vierte industrielle Revolution, bleibt in der Aus­führung dann aber auf die Fertigungstechnik und die Organisation der Wert­schöp­fung fokussiert. Danach stellt die Industrie 4.0 einen konzeptionellen Ansatz zur Or­ga­ni­sa­tion und Steuerung der Wertschöpfungskette zur Realisierung von individuellen Kunden­wünschen dar. Diese Organisation erfolgt durch die Vernetzung von „Menschen, Ob­jekten und Systemen“ [71]. Dabei bleiben Betrachtungen der gesellschaftlichen und politischen Aspekte zunächst außen vor. Gleichwohl erfordert die vierte industrielle Re­vo­lution auch Veränderungen in der Gesellschaft, bspw. im Bildungswesen [72]. Da die revolutionären Veränderungen aber ihren Ursprung in der Produktion haben, verwundert diese Fokussierung zunächst nicht. Vielmehr ist anzunehmen, dass sich die ebenfalls be­rührten Bereiche wie die Technik- und Sozialwissenschaften, sowie die Ar­beits­wis­sen­schaften dieser Thematik ebenfalls annehmen werden, um Lösungen für die hier auf­tretenden Herausforderungen zu entwickeln. Es ist also nicht auszuschließen, dass sich im Verlaufe dieses Prozesses noch neue Begriffe bilden und ggfs. neben die bereits be­kannten Bezeichnungen treten werden [73].

Es erscheint als ein gangbarer Weg, mit dem Begriff der industriellen Revolution die globalen, be­reichsübergreifenden Veränderungen beschreiben, während sich der Begriff der Industrie 4.0 auf die Beschreibung der Veränderungen in der industriellen Wert­schöp­fung konzentriert.

Begriffsdefinition Industrie 4.0

Unter dem Begriff der Industrie 4.0 soll hier die zunehmende Computerisierung und Di­gi­talisierung der industriellen Wertschöpfung verstanden werden, in der Cyber-Phy­si­ka­lische Systeme (CPS) die Basis der intelligenten Produktion beschreiben. Wesent­lichstes Kennzeichen der Industrie 4.0 ist die Aufhebung starrer und zentral de­ter­mi­nis­tisch geplanter Produktionsabläufe zu Gunsten selbstorganisierter Prozesse. Industrielle Fer­tigung nach der Definition der Industrie 4.0 ist vollständig digital abgebildet und dabei vertikal und horizontal vollständig integriert.

Die Industrie 4.0 beschreibt damit die Ausprägungen, welche sich aus der vierten in­du­stri­ellen Revolution auf den Bereich der Industrie beziehen. Die mit Industrie 4.0 be­schriebenen Wandlungsprozesse in der industriellen Fertigung werden getrieben durch global wirksame Trends (Wandel des Energieregimes,  Veränderung der Kommunikationstechnik, Dezentralisierung „smarter“ Technologien), welche als die Indikatoren einer industriellen Re­vo­lution ausgemacht wurden. Der Begriff der industriellen Revolution schließt das Teilgebiet der Industrie 4.0 mit ein. Die Begriffe sind also nicht synonym zu verwenden.

Quellen

Dieser Text ist Bestandteil meiner 2014 erstellten Masterarbeit „Industrie 4.0 – Eine logistische Herausforderung“. Das vollständige Dokument können Sie hier herunterladen.