Industrie 4.0 legt den Schwerpunkt auf die Digitalisierung der produzierenden Industrie  als Teil von IoT (Internet of the Things), während IIC weiter und allgemeiner gefasst ist, etwa auch Healthcare, Energy und IoT selbst adressiert.

Industrie 4.0:

Industrie 4.0 gehört als Zukunftsprojekt zur Hightech-Strategie der Bundesregierung Deutschland. Ziel von Industrie 4.0 ist der Entwurf einer für das Internetzeitalter adäquaten Vorwärtsstrategie für die deutsche produzierende Industrie. Schwerpunkte dabei sind:

• die horizontale Integration des gesamten Wertschöpfungsprozesses durch eine entsprechende IT-technische Unterstützung
  
• die nahtlose Integration aller Engineering-Tools entlang der gesamten Wertschöpfungskette
  
• vertikal integrierte vernetzte Produktionssysteme
  

Die Plattform Industrie 4.0 wurde zur Hannover Messe 2015 neu aufgestellt,  geführt von der deutschen Bundesregierung, mit zum Beispiel Firmen wie Festo, SAP, Siemens, Telekom und dem BDI im Leitungskreis. Hier arbeiten Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gewerkschaften mit dem Ziel zusammen, vorwettbewerbliche Aktivitäten zu Industrie 4.0 unter einem Dach stattfinden zu lassen. So soll und kann eine sinnvolle Koordination sichergestellt werden – ohne einen schädlichen Wildwuchs regionaler Regelungen, wie etwa zu Beginn des Mobilfunks.

IIC:

• IIC wurde im März 2014 gegründet mit Technologieunternehmen aller Größen, Forschungseinrichtungen, Universitäten und Regierungsorganisationen als Mitglieder: Siemens ist seit Januar 2015 Mitglied
  
• IIC ist ein Netzwerk für den Austausch von Best Practices und die Förderung des Wachstums eines „Industrial Internet“. Fokus ist die beschleunigte Entwicklung, Adaption und weitreichende Nutzung vernetzter Maschinen und Geräte sowie der intelligenten Datenanalyse.

Siemens und Industrie 4.0/IIC:

• Siemens beobachtet alle Aktivitäten und wirkt an den für den Geschäftserfolg relevanten mit – sowohl aus technischer als auch aus geographischer Sicht.
  
• Als internationales Unternehmen engagiert sich Siemens sowohl bei IIC wie auch bei Initiativen wie „Industrie 4.0“ oder anderen Konsortien. Bei der neu gegründeten Plattform Industrie 4.0 hat das Unternehmen eine leitende Rolle übernommen.
• Die Vielfalt der Ansätze der unterschiedlichen Initiativen ist in vielerlei Hinsicht befruchtend. Zum Beispiel kann die grenzüberschreitende Verständigung zwischen den Initiativen den Weg zu globalen Sichtweisen und Standards erheblich verkürzen.

Die Digitalisierung der produzierenden Industrie ist ein weltweites Thema. Überall wird grundsätzlich über die Zukunft der produzierenden Industrie und Bedeutung der Digitalisierung diskutiert. Grund sind die weltweit sehr ähnlichen Herausforderungen:

• Neue Produkte müssen immer schneller auf den Markt
  
• Die Individualisierung von Produkten und sich schnell wandelnde Märkte erfordern immer mehr Flexibilität
  
• Der stetige Wunsch nach Effizienzsteigerung erfordert etwa kürzere Entwicklungszeiten oder Einsparungen bei Ressourcen und Energie

Es gibt international mehrere Initiativen, die den Weg hin zu einer Produktion der Zukunft ebnen wollen, beispielsweise in Deutschland die Plattform „Industrie 4.0“ und in den USA das Industrial Internet Consortium (IIC). Regierungen auf der ganzen Welt investieren mittlerweile in Initiativen, um ihre produzierenden Unternehmen zu stärken oder wieder zu stärken. Dazu sind auch Technologien der Industrie 4.0 nötig.

• In Deutschland wird das Thema vor allem durch Regierung und Verbände getrieben. Die Deutsche Bundesregierung fördert Industrie 4.0 aktiv, u. a. mit Projekten zu Autonomik, Produktionstechnologien, Smart Data/Smart Services oder IT Security. In diesen für die Digitalisierung entscheidenden Themen besteht nach wie vor hoher Forschungsbedarf. Die Anstrengungen zur Stärkung von Forschung und Innovation dürfen daher nicht nachlassen, damit Deutschland und Europa nicht hinter andere Regionen zurückfallen.
  
• In den USA wird das Thema vor allem durch Konsortien von Firmen getrieben, etwa IIC oder Smart Manufacturing Leadership Coalition.
  

Zusätzlich gibt es Initiativen zur Stärkung der produzierenden Industrie. Zum Beispiel:

• Die US Regierung unterstützt ihren Produktionsstandort durch die National Network for Manufacturing Innovation (NNMI), einer Initiative von Präsident Obama. In dieser Initiative arbeiten Firmen, Regierung sowie Forschung und Lehre zusammen, um Innovationen für die Produktion zu fördern und deren kommerzielle Nutzung zu beschleunigen.
  
• In Indien soll das Programm „Make in India“ Innovationen fördern, Investitionen erleichtern, die Fertigungsinfrastruktur stärken und Qualifikationen ausbauen, mit dem Ziel, das Wachstum der indischen Fertigungsindustrie auf über zehn Prozent zu steigern.
  
• In China eröffnen umfassende Wirtschaftsreformen der chinesischen Regierung der Industrie weitaus größeren Handlungsspielraum. Im Programm „Manufactured in China 2025“ stehen Innovationen im Zentrum der industriellen Entwicklung – von "Made in China" zu "Created/Innovated in China".
  

Industrie 4.0 entsteht durch die Anforderungen und in den Anlagen der Kunden. Hierfür hat Siemens wesentliche Bestandteile in seinem Portfolio. Den Lösungsansatz  für Industrie 4.0 bezeichnet Siemens als Digital Enterprise. Der Weg zum Digital Enterprise umfasst vier logisch aufeinander aufbauende Kernelemente:

• Digital Enterprise Suite bietet integrierte Soft- und Hardwarelösungen, mit denen die gesamte Wertschöpfungskette nahtlos integriert und digitalisiert werden kann, einschließlich der Zulieferer. Das Ergebnis ist eine perfekte digitale Kopie der Wertschöpfungskette: der digitale Zwilling. Das ermöglicht Simulationen, Tests und Optimierungen in einer komplett virtuellen Umgebung, um Markteinführungszeiten zu verkürzen sowie Flexibilität, Effizienz und Qualität zu steigern. Siemens integriert Product Lifecycle Management (PLM), Manufacturing Operations Management (MOM) und Totally Integrated Automation (TIA) in die Digital Enterprise Suite (DES). All das basiert dank Teamcenter auf einem Datenmodell und ist mit dem cloud-basierten, offenen IoT-Betriebsystem MindSphere verbunden.
  
• Industrielle Kommunikation
  
• Industrielle Sicherheit
  
• Industrielle Services
  

Siemens hat alle diese vier Kernelemente im Portfolio. Mit diesem können Kunden bereits heute in zukunftsfähige Lösungen für die schrittweise Realisierung von Industrie 4.0 investieren.

Der Fokus liegt in erster Linie auf den Anforderungen der Kunden:

• Verkürzung von Time to Market durch eine integrierte Toolkette vom Produkt-Design über die Produktion bis zur Wartung.
  
• Erhöhung der Flexibilität durch die Integration von PLM (Product Lifecycle Management), MES/MOM (Manufacturing Execution System/ Manufacturing Operations Management) und Automatisierung.
  
• Steigerung der Effizienz durch kürzere Entwicklungszeiten und Einsparungen bei Ressourcen und Energie.
  

Aus diesen Anforderungen hat Siemens einen holistischen Ansatz zur Integration der Wertschöpfungsketten seiner Kunden in der Fertigungs- und Prozessindustrie sowie seiner eigenen Wertschöpfungsketten entwickelt, einschließlich der nahtlosen datentechnischer Koppelung mit den Lieferantennetzwerken. Diese Integration der Wertschöpfungsketten ist nur durch Digitalisierung sowie mit Hilfe von Industriesoftware möglich, wobei Siemens als Alleinstellungsmerkmal in einer Hand das Know-how für Industrie-Branchen und -Prozesse, Industrie-Hardware und -Automatisierung, Software und Data Analytics kombiniert.

Maserati: Der Erfolg des neuen Maserati Ghibli ist ein Paradebeispiel für die Vorteile, die sich für Automobilhersteller schon heute aus der Digitalisierung von Prozessen ergeben. Die Fahrzeugkomponenten wurden in NX entwickelt, die detaillierte Simulation der Fertigungsprozesse erfolgte effizient mit dem Tecnomatix Produktportfolio, die hoch moderne Produktionsanlage in Grugliasco ist mit Siemens Technologie (TIA) automatisiert . Planung, Optimierung und Überwachung der komplexen Vorgänge während der Fertigung erfolgen mit SIMATIC IT Software (Manufacturing Execution System, MES). Der Erfolg: Ein Riesensprung in Sachen Time-to-Market, Effizienz und Flexibilität: Markteinführung des Ghibli in 16 statt 30 Monaten, um 30% kürzere Entwicklungszeit.

Mars Rover: PLM-Software unterstützte die NASA bei der Entwicklung von „Curiosity“. Die Funktionen für das herausfordernde Umfeld wurden durch vorherige Simulation sichergestellt: erst virtuell entwickeln und testen – dann bauen.

Eisenmann, ein mittelständisches deutsches Unternehmen: PLM-Software wurde zur Konstruktion und Simulation einer Tauchlackieranlage für die Automobilindustrie eingesetzt. Bereitstellung der erforderlichen Prozessparameter für eine optimale Anlagenprogrammierung der komplexen Anlage: drei Achsen für Fahr-, Hub- und Drehbewegungen, verschiedene Karosserietypen und Tauchkurven.

Amberg wird oft als Beispiel für Industrie 4.0 genannt. Was zeichnet Amberg aus?

• Seit Gründung 1989 verachtfachtes Produktionsvolumen bei kaum veränderter Mitarbeiterzahl (~1.200)
  
• Minimale Fehlerquote (Qualitätsniveau von 99,9988 Prozent)
  
• Über 1.000 Produktvarianten bei Steuerungstechnik vom Typ SIMATIC
  
• Jährlich rund 15 Millionen Produkte: Jede Sekunde verlässt ein Produkt das Werk
  
• Vom Produktionsbeginn bis zur Auslieferung sind rund 1.000 SIMATIC-Steuerungen im Einsatz
  
• 75% des Wertschöpfungsinhaltes bewältigen intelligente Maschinen und Computer, für ein Viertel des Arbeitsinhaltes bleibt die Entscheidung beim Mitarbeiter, wobei die Informationstechnik (Digitalisierung) assistierend mitwirkt
  

Nachdem mittlerweile viele Aktivitäten in Unternehmen mittels Software unterstützt werden, geht es nun darum, die Kernprozesse der Unternehmen über den gesamten Produkt-Entstehungsprozess nahtlos zu digitalisieren und mit Softwaretools zu unterstützen. Kein Bereich dieses Wertschöpfungsprozesses wird künftig ohne sein digitales Abbild auskommen. Das fängt bei der Idee zu einem Produkt an und geht über das Engineering von Produkt und Produktion, Inbetriebnahme und Nutzung bis hin zu neuen Dienstleistungen, die in Zusammenhang oder auf Basis des Produkts angeboten werden. Ein Hauptaspekt eines Digital Enterprise ist, dass es seine Wertschöpfungsprozesse nahtlos digital abgebildet und miteinander verkettet hat.

Der Weg zum digitalen Unternehmen umfasst vier logisch aufeinander aufbauende Kernelemente:

Die Digital Enterprise Suite bietet integrierte Soft- und Hardwarelösungen, mit denen die gesamte Wertschöpfungskette nahtlos integriert und digitalisiert werden kann, einschließlich der Zulieferer. Das Ergebnis ist eine perfekte digitale Kopie der Wertschöpfungskette: der digitale Zwilling. Das ermöglicht Simulationen, Tests und Optimierungen in einer komplett virtuellen Umgebung, um Markteinführungszeiten zu verkürzen sowie Flexibilität, Effizienz und Qualität zu steigern. Siemens integriert Product Lifecycle Management (PLM), Manufacturing Operations Management (MOM) und Totally Integrated Automation (TIA) in die Digital Enterprise Suite (DES). All das basiert dank Teamcenter auf einem Datenmodell und ist mit dem cloud-basierten, offenen IoT-Betriebsystem MindSphere verbunden.

Mit Industrial Communication – von Industrial Ethernet mit den dazugehörigen Scalance-Netzwerkkomponenten bis zum offenen und zukunftssicheren Profinet und OPC UA – sowie Industrial Identification – mit umfassendem Spektrum an RFID- und optischen Identifikationssystemen – bietet Siemens seinen Kunden ein umfassendes und abgestimmtes Produkt- und Serviceangebotspektrum aus einer Hand.

Auch bei Industrial Security, der IT-Sicherheit in der Automatisierung, stellt Siemens der Industrie im Rahmen des "Defense in Depth"-Konzepts ein breites Portfolio an Produkten und Services bereit. Dieses umfasst sowohl Anlagen- und Netzwerksicherheit wie auch Systemintegrität.

Bei den geschäftsspezifischen industriellen Services bietet Siemens mit den Industry Services klassische Dienstleistungen sowie datenbasierte Services, etwa die Plant Data Services, Plant Security Services und MindSphere. MindSphere – die offene Cloud-Plattform von Siemens – ist das Herzstück eines leistungsfähigen IoT-Betriebssystems. Es bietet Datenanalyse, vielfältige Konnektivität, Werkzeuge für Entwickler, Applikationen und Services. MindSphere unterstützt Sie beim Auswerten und Nutzen Ihrer Daten, um neuartige Einblicke zu erhalten. So optimieren Sie die Leistung Ihrer Betriebsmittel für maximale Verfügbarkeit.

Die Digitalisierung der Industrie mit Verbindung von virtueller und realer Welt verlangt nicht nur „Big Data“, sondern „Smart Data“: also die intelligente Nutzung von Daten sowie Automatisierungs- und Prozess-Know-how.

Dabei sind das technische Verständnis beider Welten und der spezifische Blick auf die Geschäftsmodelle der Industrie nötig und von Vorteil. Dies haben vor allem Unternehmen, – ob Automobilbauer, Elektrounternehmen oder Maschinenbauer–, die schon lange in diesen Branchen zuhause sind.

Es ist völlig klar, dass kein Unternehmen seine gesamte Software und IT-Infrastruktur von heute auf morgen erneuern kann. Es wird darauf ankommen, an der richtigen Stelle zu beginnen und durch ein langfristiges Programm der Migration und Erneuerung die notwendige Transformation auch wirtschaftlich tragbar zu gestalten. Besser ist ein erster schneller digitaler Schritt als auf mögliche neue Entwicklungen oder Standards zu warten: zum Beispiel die Einführung eines gemeinsamen Daten-Backbones wie etwa Teamcenter.

Cybersecurity ist eine große Herausforderung und ein wichtiger Wettbewerbsfaktor in einer digitalisierten Wirtschaft. Vielfach fehlt noch das nötige Bewusstsein für die Gefahren, was unzureichende Gesamt-Strategien für IT Security – auch in der Fertigung – zur Folge hat. Mit dem „Defence in Depth“ Konzept unterstützt Siemens Unternehmen dabei, ihre Security-Strategien zu überprüfen und wirksame Maßnahmen zu entwickeln.