Seit dem Jahr 1800 haben wir drei industrielle Revolutionen erlebt. Jede wurde von einer bahnbrechenden neuen Technologie getragen: der Mechanik der Dampfmaschine, der Innovation des Fließbandes und der Geschwindigkeit des Computers. Sie wurden deshalb industrielle „Revolutionen“ genannt, weil die Innovationen, die sie antrieben, nicht nur die Produktivität und Effizienz ein wenig verbesserten – sie revolutionierten die Art und Weise, wie Güter hergestellt und Arbeit geleistet wurden, völlig.

Industrie 4.0 stützt sich auf neun technologische Säulen. Diese Innovationen schlagen eine Brücke zwischen der physischen und der digitalen Welt und machen intelligente und autonome Systeme möglich. Unternehmen und Lieferketten nutzen bereits einige dieser fortschrittlichen Technologien, aber das volle Potenzial von Industrie 4.0 kommt erst dann zum Tragen, wenn sie gemeinsam genutzt werden.

1.  Big Data und KI-Analyse: Bei Industrie 4.0 werden Big Data aus einer Vielzahl von Quellen gesammelt, von Fabrikanlagen und IoT (Internet of Things)-Geräten über ERP- und CRM-Systeme bis hin zu Wetter- und Verkehrs-Apps. Analysen auf der Grundlage von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen werden in Echtzeit auf die Daten angewendet – und die Erkenntnisse werden genutzt, um die Entscheidungsfindung und Automatisierung in allen Bereichen des Supply Chain Managements zu verbessern: Supply Chain Planung, Logistikmanagement, Fertigung, F&E und Konstruktion, Enterprise Asset Management (EAM) und Beschaffung.
2.  Horizontale und vertikale Integration: Das Rückgrat von Industrie 4.0 ist die horizontale und vertikale Integration. Bei der horizontalen Integration sind die Prozesse auf „Feldebene“ eng miteinander verbunden – in der Produktion, über mehrere Produktionsstätten und über die gesamte Supply Chain hinweg. Bei der vertikalen Integration sind alle Ebenen eines Unternehmens miteinander verbunden – und die Daten fließen frei von der Fertigung bis in die Führungsetage und wieder zurück. Mit anderen Worten: Die Fertigung ist eng mit Geschäftsprozessen wie F&E, Qualitätssicherung, Vertrieb und Marketing und anderen Abteilungen verzahnt – und Daten- und Wissenssilos gehören somit der Vergangenheit an.
3.  Cloud Computing: Cloud Computing ist der „entscheidende Wegbereiter“ für Industrie 4.0 und die digitale Transformation. Die heutige Cloud-Technologie geht weit über Geschwindigkeit, Skalierbarkeit, Speicherung und Kosteneffizienz hinaus. Sie bildet die Grundlage für die fortschrittlichsten Technologien – von KI und maschinellem Lernen bis hin zum Internet der Dinge – und bietet Unternehmen die Möglichkeit für Innovationen. Die Daten, die die Technologien von Industrie 4.0 antreiben, befinden sich in der Cloud, und die cyber-physischen Systeme, die den Kern von Industrie 4.0 bilden, nutzen die Cloud zur Kommunikation und Koordination.  
4.  Augmented Reality (AR): Augmented Reality, die reale Umgebungen mit digitalen Inhalten überlagert, ist ein Kernkonzept von Industry 4.0. Bei einem AR-System nutzen die Mitarbeiter intelligente Brillen oder mobile Geräte zur Visualisierung von Echtzeit-IoT-Daten, digitalisierten Teilen, Reparatur- oder Montageanleitungen, Schulungsinhalten und vielem mehr, wenn sie sich ein physisches Objekt – wie ein Gerät oder ein Produkt – ansehen. AR ist noch im Entstehen, hat aber große Auswirkungen auf Wartung, Service und Qualitätssicherung sowie auf die Ausbildung und Sicherheit der Techniker.
   
5.  Industrielles Internet der Dinge (IIoT): Das Internet der Dinge (IoT) – genauer gesagt, das industrielle Internet der Dinge – ist so zentral für Industrie 4.0, dass die beiden Begriffe oft synonym verwendet werden. Die meisten physischen „Dinge“ in Industrie 4.0 – Geräte, Roboter, Maschinen, Anlagen, Produkte – verwenden Sensoren und RFID-Etiketten, um Echtzeitdaten über ihren Zustand, ihre Leistung oder ihren Standort bereitzustellen. Mit dieser Technologie können Unternehmen Supply Chains reibungsloser betreiben, Produkte schnell entwerfen und modifizieren, Ausfallzeiten von Anlagen verhindern, die Präferenzen der Verbraucher im Auge behalten, Produkte und Bestände verfolgen und vieles mehr. 
6.  Additive Fertigung/3-D-Druck: Additive Fertigung oder 3-D-Druck, ist eine weitere Schlüsseltechnologie, die Industrie 4.0 vorantreibt. Der 3-D-Druck wurde ursprünglich als Werkzeug für die schnelle Prototypentwicklung eingesetzt, bietet jetzt jedoch ein breiteres Anwendungsspektrum, von der seriellen Individualisierung bis hin zur dezentralen Fertigung. Mit dem 3-D-Druck können beispielsweise Teile und Produkte als Designdateien in virtuellen Beständen gespeichert und bei Bedarf direkt vor Ort gedruckt werden. Das reduziert sowohl die Transportwege als auch die Kosten.
   
7.  Autonome Roboter: Mit Industrie 4.0 tritt eine neue Generation von autonomen Robotern in Erscheinung. Autonome Roboter, die so programmiert sind, dass sie Aufgaben mit minimalem menschlichen Eingriff ausführen. Sie unterscheiden sich stark in Größe und Funktion, von Drohnen zum Scannen von Beständen bis hin zu autonomen mobilen Robotern für Bestückungsvorgänge. Ausgestattet mit modernster Software, künstlicher Intelligenz, Sensoren und maschinellem Sehen sind diese Roboter in der Lage, schwierige und filigrane Aufgaben auszuführen – und können Informationen, die sie aus ihrer Umgebung erhalten, analysieren und darauf reagieren.   
8.  Simulation/digitale Zwillinge: Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Simulation einer Maschine, eines Produkts, eines Prozesses oder eines Systems aus der realen Welt basierend auf IoT-Sensordaten. Diese Kernkomponente von Industrie 4.0 ermöglicht es Unternehmen, die Leistung und Wartung von Industriesystemen und ‑produkten besser zu verstehen, zu analysieren und zu optimieren. Ein Anlagenbetreiber kann mithilfe eines digitalen Zwillings beispielsweise ein bestimmtes fehlerhaftes Teil identifizieren, potenzielle Probleme vorhersagen und die Betriebszeit verbessern.  
9.  Cybersicherheit: Mit der zunehmenden Konnektivität und Nutzung von Big Data in Industrie 4.0 ist eine effektive Cybersicherheit von größter Bedeutung. Durch die Implementierung einer Zero-Trust-Architektur und von Technologien wie maschinelles Lernen und Blockchain können Unternehmen Bedrohungen automatisch erkennen, verhindern und darauf reagieren – und das Risiko von Datenverlusten und Produktionsverzögerungen in ihren Netzwerken minimieren.