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Innovation ist Fortschritt – Ein Querschnitt von Industrie 1.0 bis 5.0/6.0

Ein Rückblick und Ausblick auf mehr als zwei Jahrhunderte technischen Fortschritts machen deutlich, dass Wirtschaft und Gesellschaft die neuen Chancen, die durch Innovationen hervorgerufen werden, immer verstanden haben erfolgreich zu nutzen.

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Von Industrie 1.0 zu Industrie 4.0

1784 wurde der erste mechanische Webstuhl in Betrieb genommen, der Startpunkt für die erste industrielle Revolution Industrie 1.0. Der Hauptreiber der Entwicklung war die zentral verfügbare mechanische Wasserkraft, welche die manuelle Arbeit ersetzte. 1870 wurde die erste Fliessband-Produktion gestartet. Dies war der Beginn der zweiten industriellen Revolution, Industrie 2.0. Ausschlaggebend waren die dezentral installierten Elektromotoren und die Stromnetze. Die Entwicklung wurde hauptsächlich durch die Verfügbarkeit des erforderlichen Investitionskapitals limitiert.

1969 wurde die erste Speicher-Programmierbare Steuerung (SPS) entwickelt. Dies war der Beginn der dritten industriellen Revolution, Industrie 3.0. Die Rechnerkapazitäten für die zentrale Datenverarbeitung ermöglichten die Automation der Produktionsprozesse (Prozessautomation). Hemmend wirkte die Begrenzung durch die verfügbare Rechenkapazität der Hauptprozessoren (Central Processing Unit, CPU). Die Prozessautomation wurde kontinuierlich weiterentwickelt und stellt eine relevante Voraussetzung für den Entwicklungsprozess der Digitalisierung dar (Sensoren, PPS, etc.).

2007 kam das erstes Smartphone mit Touchscreen (iPhone 2G) auf den Markt und erlaubte durch die Vernetzung einen Quantensprung in der Datensammlung und Datenspeicherung. Die vierte industrielle Revolution, Industrie 4.0, war technologisch angebrochen. Der Treiber war die dezentrale Datenverarbeitung mit kombiniert leistungsfähigen Datennetzwerken. Begrenzend wirken sich lediglich der Zugang, die Übermittlungskapazitäten und die Speicherkapazitäten der grossen Datenmengen aus (Big Data).

Der Begriff Industrie 4.0 selbst wurde von Politik und Wirtschaft gemeinsam geprägt und 2011 an der Hannover-Messe kommuniziert. 2012 wurden der deutschen Bundesregierung entsprechende Umsetzungsempfehlungen übergeben, und auf der Hannover-Messe 2013 folgte die Vorlage des Abschlussberichtes des Arbeitskreises Industrie 4.0.

Von Industrie 4.0 zu Industrie 5.0/6.0

Innovation und technischer Fortschritt folgen bislang einem klaren Muster: Zuerst zentraler Einsatz der Innovation gefolgt von einem dezentralen Einsatz mit Vernetzung. Anschliessend folgt die nächste Innovation mit einem ähnlichen Ausbreitungsmuster. Daraus lässt sich eine Prognose für Industrie 5.0 und 6.0 ableiten.

2016 schlägt AlphaGo, ein selbstlernender Algorithmus mit zentraler Künstlicher Intelligenz (KI), den Weltmeister des Brettspiels Go, Lee Sedol, mit 4:1. Im Oktober 2017 folgte bereits die verbesserte Version AlphaGoZero, die AlphaGo 100:1 schlägt.

Dies ist ein weiterer Quantensprung in der Digitalisierung und möglicherweise der Beginn der fünften industriellen Revolution, Industrie 5.0. Der Treiber ist ein zentral eingesetzter Algorithmus mit Künstlicher Intelligenz (KI). Zurzeit sind nur die begrenzten Programmierkapazitäten für KI-Algorithmen und Künstliche Neuronale Netze (KNN) limitierend.

Entsprechend oben genanntem Muster wäre der Einsatz von dezentraler Künstliche Intelligenz für digitale Produkte und Dienstleistungen mit Datenvernetzung und kommerzialisiert mittels intelligenten Geschäftsmodellen ein möglicher Treiber für die sechste industrielle Revolution, Industrie 6.0.

Da die Datenvernetzung bereits vorliegt bzw. bereits weiter ausgebaut wird (Stichwort 5G, Mobilfunknetze der 5. Generation), liegt der Schluss nahe, dass im Sinne einer exponentiellen Entwicklung auch auf der Zeitachse, die beiden Entwicklungsstufen zusammenfallen könnten, also Industrie 5.0 und Industrie 6.0 gleichzeitig ablaufen könnten (s. Abb. 1).

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Abb. 1: Die Entwicklung von Industrie 1.0 zu Industrie 5.0/6.0 (IBE, FHNW)

Es ist dabei bemerkenswert, dass 2016 die fünf Unternehmen mit der grössten Marktkapitalisierung ausschliesslich Tech-Konzerne nach dem Konzept von Industrie 5.0 sind: Apple, Alphabet (Google), Microsoft, Amazon, Facebook (siehe Abb.2).

Die erfolgreichen digitalen Geschäftsmodelle der Tech-Firmen basieren hauptsächlich auf Machine Learning, Künstlichen Neuronalen Netzen sowie Big Data. Erfolgsentscheidend ist die Kombination von digitalen Geschäftsmodellen mit digitalen Produkten und digitalen Technologien.

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Abb. 2: Daten sind das Gold des 21. Jahrhundert (
www.visualcapitalist.com)

Die wirtschaftliche und wissenschaftliche Herausforderung besteht darin, heute proaktiv die Chancen zu nutzen, die Industrie 5.0/6.0 bieten können, als Basis für zukünftige Innovationen. Unabdingbare Voraussetzungen dafür sind der Zugang zu Big Data und Programmierkapazitäten für Machine-Learning-Algorithmen, die es zu sichern bzw. weiter zu entwickeln gilt.

Kontakte Institut für Business Engineering FHNW

Prof. Dr. Raoul Waldburger

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Prof. Dr. Adrian Specker

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Prof. Dieter Fischer

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