Gyro-Sensoren
Was ist die "Fünfte Industrielle Revolution", die die Integration von Mensch und Technik vertiefen wird?
Was ist die Fünfte Industrielle Revolution?
Derzeit wird in verschiedenen Ländern viel über die "Fünfte Industrielle Revolution" diskutiert, die auf die Vierte Industrielle Revolution folgt. Die Fünfte Industrielle Revolution umfasst Konzepte wie "Nachhaltigkeit", "Menschenzentriertheit" und "Sorge um die Umwelt" sowie die Umgestaltung der industriellen Struktur durch die Nutzung von KI, IoT, Big Data usw., die in der Vierten Industriellen Revolution diskutiert wurde.
Im folgenden Artikel werden Fragen im Zusammenhang mit der Vierten Industriellen Revolution und den Initiativen der einzelnen Länder sowie die neuesten Trends der Fünften Industriellen Revolution vorgestellt, die sich auf die Schlüsseltechnologien usw. konzentrieren, die in diesem Zusammenhang benötigt werden.
Fragen der vierten industriellen Revolution
In der vierten industriellen Revolution hat das Internet der Dinge das Leben der Menschen vereinfacht, und die KI hat erfolgreich komplexe Aufgaben automatisiert, die von herkömmlichen Computern nicht bewältigt werden konnten, indem sie aus Arbeitsdaten lernte und Vorhersagen und Schlussfolgerungen traf. Darüber hinaus verbesserte sich die Marketingpräzision durch die Vorhersage des Betriebs und des Ausfalls von Geräten sowie der Gesundheit und des Verhaltens von Menschen durch die Analyse von Daten, die von mit dem Internet verbundenen Geräten als Big Data gesammelt wurden.
In der verarbeitenden Industrie werden beispielsweise Informationen von Robotern und automatischen Bearbeitungsmaschinen über das Netz gesammelt. Der Einsatz von Computersteuerung hat schnelle und genaue iterative Operationen ermöglicht, und die Industrie hat ihre Fähigkeit zur Massenproduktion einer kleinen Vielfalt von Waren auf ein erstaunliches Niveau gesteigert. Darüber hinaus haben unbemannte Läden, medizinische Online-Versorgung, elektronische Abrechnungen und die Umstellung auf öffentliche Online-Dienste usw., die Marketingdaten nutzen, das Leben der Menschen erleichtert.
Die vierte industrielle Revolution beinhaltet jedoch keine Nachhaltigkeit, die die globale Umwelt berücksichtigt, keinen auf den Menschen ausgerichteten Ansatz, der die Präferenzen der Menschen berücksichtigt, und keine Initiativen der Kreislaufwirtschaft, die sich mit Ressourcenproblemen befassen. Da der Schwerpunkt auf vertikalen Reformen wie einem Industriezweig oder einer Unternehmenseinheit liegt, ist es zudem schwierig, branchen-, unternehmens- und abteilungsübergreifend zu arbeiten, und die Vierte Industrielle Revolution war nur begrenzt in der Lage, ein breites Spektrum an gesellschaftlichen Anforderungen zu erfüllen.
Initiativen zur Fünften Industriellen Revolution in den Ländern der Welt
Um die Probleme der Vierten Industriellen Revolution in der Fünften Industriellen Revolution zu lösen, werden tiefergehende und umfassendere Konzepte befürwortet. Verschiedene Länder haben bereits nacheinander neue Konzepte für die Verwirklichung der fünften industriellen Revolution im Anschluss an die vierte industrielle Revolution angekündigt. So hat die Europäische Kommission die "Industrie 5.0" angekündigt, die auf eine ideale Industrie abzielt, die auf den Konzepten "Nachhaltigkeit", "Menschenzentriertheit" und "Widerstandsfähigkeit" basiert, während Deutschland die "Vision 2030 für Industrie 4.0" als Politik im Anschluss an Industrie 4.0 angekündigt hat. Darüber hinaus kündigte Japan 2016 die "Gesellschaft 5.0" an, die darauf abzielt, die wirtschaftliche Entwicklung mit Lösungen für soziale Fragen in Einklang zu bringen. Hier geben wir einen Überblick über die Fünfte Industrielle Revolution und stellen die Initiativen Europas, Deutschlands, Japans und anderer Länder vor.
Die Fünfte Industrielle Revolution der Europäischen Kommission (Industrie 5.0)
Die Europäische Kommission, die wichtigste Institution der Europäischen Union, hat für 2021 angekündigt, dass Industrie 5.0 die Industrie 4.0 ablösen wird. Industrie 5.0 ist ein Konzept, das die Perspektiven von Mensch, Gesellschaft und Umwelt ergänzt und erweitert und stark von den vorrangigen Themen der europäischen Wachstumsstrategie beeinflusst wird, die 2019 angekündigt wurde und aus "Europäischen Green-Deal-Politiken", "Ein Europa, das fit für das digitale Zeitalter ist" und "Eine Wirtschaft, die für die Menschen arbeitet" besteht.
Neben der Verwirklichung einer Industrie für eine Gesellschaft, die bis 2050 nicht für den Klimawandel anfällig ist, oder anders gesagt, der Verwirklichung einer kohlenstoffneutralen Industrie, zielt die Industrie 5.0 darauf ab, eine globale wirtschaftliche Hegemonie zu erreichen. So sollen beispielsweise neue Märkte für recyclingorientierte Produkte geschaffen werden, die nicht für den Klimawandel anfällig sind, wie die Entwicklung sicherer und nachhaltiger chemischer Stoffe und eine kohlenstoffneutrale Stahlherstellung usw.
Die fünfte industrielle Revolution in Deutschland
In Deutschland hat die Bundesregierung die Initiative zur Förderung von Industrie 4.0 durch ein System der Zusammenarbeit zwischen Industrie, Regierung und Hochschulen ergriffen, das auch private Unternehmen einschließt. Im Rahmen der Fünften Industriellen Revolution hat die Plattform Industrie 4.0, die die treibende Organisation hinter Industrie 4.0 in Deutschland ist, 2019 die "Vision 2030 für Industrie 4.0" als Leitlinie für die nächsten 10 Jahre sowie im November 2020 einen Bericht mit dem Titel "Nachhaltige Produktion: Mit Industrie 4.0 den ökologischen Wandel aktiv gestalten" angekündigt.
2030 Vision für Industrie 4.0
In der "Vision 2030 für Industrie 4.0" werden "Autonomie", "Interoperabilität" und "Nachhaltigkeit" als wichtige Konzepte vorgeschlagen. In Bezug auf jedes Konzept werden insbesondere menschenzentrierte Ansätze wie die Verbesserung der Arbeitsbedingungen und der Ausbildung zur Unterstützung von Qualifikationswechseln, der industrielle und soziale Wandel durch abteilungs- und unternehmensübergreifende Zusammenarbeit und die Verwirklichung einer nachhaltigen Produktion wie die Verbesserung der Ressourceneffizienz genannt.
Nachhaltige Produktion: Mit Industrie 4.0 den ökologischen Wandel aktiv gestalten
Perspektiven und Szenarien zur Ausgestaltung der Nachhaltigkeit, die ein Schlüsselbegriff der "Vision 2030 für Industrie 4.0" ist, werden in "Nachhaltige Produktion: Mit Industrie 4.0 den ökologischen Wandel aktiv gestalten" definiert. Darin werden zum Beispiel die folgenden drei Richtungen für eine nachhaltige Produktion vertreten.
・Verbrauch reduzieren und die Wirkung erhöhen
Wechsel von der Massenproduktion zu transparenten Dienstleistungen
・Glieder eines Kreislaufwirtschaftssystems
Die Szenarien werden innerhalb dieser Richtungen weiter detailliert mit dem Ziel, spezifische Szenariodefinitionen und Anwendungsfälle zu sammeln und eine rasche gesellschaftliche Umsetzung durchzuführen.
Japans fünfte industrielle Revolution - Gesellschaft 5.0
Die japanische Regierung hat bereits 2016 einen Plan für ein "Gleichgewicht zwischen wirtschaftlicher Entwicklung und der Lösung sozialer Probleme durch Systeme, die den Cyberspace (virtueller Raum) und den physischen Raum (realer Raum) auf hohem Niveau integrieren" als Gesellschaft 5.0 ins Leben gerufen, der sich auf eine "menschenzentrierte Gesellschaft" bezieht.
Im Bericht der Europäischen Kommission über die Industrie 5.0 wurde Japans Gesellschaft 5.0 als ein führendes und hoch angesehenes Konzept vorgestellt. Tatsächlich bemüht sich Japan seit langem um eine Koexistenz mit der Gesellschaft und der Umwelt und hat spontanes Bewusstsein und Handeln durch menschenzentrierte Konzepte respektiert. Darüber hinaus wurde die überwältigende Geschwindigkeit der Erholung bei Katastrophen durch Verbindungen zwischen Industrie, Unternehmen und Regierung erreicht, was die Welt in Erstaunen versetzte.
Während jedoch verschiedene Länder auf der ganzen Welt die Fünfte Industrielle Revolution vorantreiben, kommt es zu einer Zusammenarbeit und einem Kampf um die Führung bei der globalen Normung. Damit sich die japanische Gesellschaft 5.0 im Zeitalter der fünften industriellen Revolution als globaler Standard durchsetzen kann, sind eine proaktive globale Zusammenarbeit und Standardisierungsaktivitäten erforderlich.
Fünfte industrielle Revolution in anderen Ländern
Die Bewegungen der fünften industriellen Revolution verbreiten sich nicht nur in Europa, Deutschland und Japan, sondern auch in den USA und China.
Die USA wenden sich einer umweltfreundlichen Politik zu, und im Jahr 2021 kündigten die deutsche Plattform Industrie 4.0 und das US-amerikanische CESMII (Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute) ihre Zusammenarbeit in Bereichen wie der nachhaltigen Fertigung an, um auf die Umwelt und den Klimawandel zu reagieren. China hat in seinem Bericht "Made in China 2025", in dem die Vision einer nationalen intelligenten Fertigungspolitik beschrieben wird, nicht nur erklärt, dass es im Bereich der Nachhaltigkeit weltweit führend sein wird, sondern hat auch grüne Initiativen für die Fertigungsindustrie angekündigt.
Schlüsseltechnologien der Fünften Industriellen Revolution
Wichtige Konzepte der Fünften Industriellen Revolution sind "Menschenzentrierung" und "Nachhaltigkeit". Bis zur Vierten Industriellen Revolution war es notwendig, Menschen und Maschinen in getrennten Arbeitsabläufen und Räumen unterzubringen, die durch Sicherheitsbarrieren und andere Maßnahmen voneinander getrennt waren, da Maschinen eine Gefahr für Menschen darstellten. Außerdem war die Herstellung von Industrieprodukten mit Problemen wie der Beeinträchtigung des menschlichen Körpers und der Umwelt verbunden. Im Rahmen des auf den Menschen ausgerichteten Konzepts der Fünften Industriellen Revolution werden Menschen und Maschinen jedoch in einem gemeinsamen Kreislauf arbeiten. Darüber hinaus werden Technologien benötigt, die den menschlichen Körper und die Umwelt schonen, um die Nachhaltigkeit zu erhöhen, und die Integration der einzelnen Technologien ist von entscheidender Bedeutung. Anhand der Beispiele "kollaborative Roboter" und "intelligente Zellindustrien" erläutern wir die neuen Technologien der fünften industriellen Revolution.
Integration von Menschen und Robotern: Kollaborative Roboter
Roboter waren die am häufigsten eingeführte Maschinenart in der vierten industriellen Revolution, und unter ihnen trugen Industrieroboter, die in der Werksmontage, in Verarbeitungs-, Förder- und Verteilungsprozessen usw. arbeiten, erheblich zur Steigerung der Produktivität bei. In der vierten industriellen Revolution arbeiteten Industrieroboter hinter Sicherheitsbarrieren, aber in der fünften industriellen Revolution werden Roboter und Menschen, die Aufgaben ausführen, im selben Raum arbeiten.
Industrieroboter, die im selben Raum wie Menschen in einer Umgebung ohne Barrieren arbeiten, werden "kollaborative Roboter" (Cobots) genannt. Um die Sicherheit von Menschen zu gewährleisten, sind kollaborative Roboter mit Ultraschallsensoren an den Roboterarmen ausgestattet, die die Nähe von Menschen erkennen, sowie mit Beschleunigungssensoren, die ihre Arbeitsgeschwindigkeit erfassen, und mit Gyrosensoren, die die Neigung mit hoher Präzision messen, um genaue Arbeiten durchzuführen. In Fällen, in denen es notwendig ist, die Farbe oder Form des Werkstücks genau zu beurteilen, sind sie außerdem mit Bildverarbeitungssystemen ausgestattet. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Sicherheitssteuerungssoftware usw. die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern. Darüber hinaus ermöglichen kollaborative Roboter die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Werkstücke durch Integration und Kommunikation zwischen den Maschinen, die Unterstützung bei der Erhöhung und Verringerung der Produktionsmenge entsprechend den Nachfrageschwankungen und den Aufbau flexibler Produktionssysteme, die Produktionsstücke wechseln können.
Da kollaborative Roboter, die im Rahmen des Konzepts der "Menschenzentrierung" menschenfreundlich sind, sicher und in der Lage sind, in der Nähe des Menschen zu arbeiten, können sie nicht nur in Fabriken, sondern auch in Dienstleistungsbereichen eingesetzt werden.
Integration von Digitaltechnik und Biotechnologie: Intelligente Zellindustrie
Eine "intelligente Zelle" ist eine Zelle, in der die materielle Produktionskapazität einer biologischen Zelle durch Biotechnologie und digitale Technologien wie die Informationsanalyse so gestaltet ist, dass sie optimal gesteuert und maximiert wird. Darüber hinaus sind "intelligente Zellindustrien", die intelligente Zellen als eine einzige materielle Produktionsanlage betreiben, eine Schlüsseltechnologie der fünften industriellen Revolution.
Die Biotechnologie hat durch die Integration von IT, KI und anderen digitalen Spitzentechnologien in der vierten industriellen Revolution eine bemerkenswerte Evolution und Entwicklung durchlaufen. Die intelligente Zellindustrie hat diese Integration weiter vorangetrieben. So wird beispielsweise an Technologien geforscht, die eine für den menschlichen Körper und die Umwelt schonende, nicht verblassende Färbung von Industrieprodukten ermöglichen, indem die Färbetechniken lebender Organismen, die in der Natur vorkommen, ohne Verwendung schädlicher Pigmente künstlich reproduziert werden. Aus Pflanzen gewonnene hitze- und stoßbeständige Harze wurden bereits entwickelt und werden in Gehäusen von Haushaltsgeräten und Außendekorationsteilen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Darüber hinaus gehören auch Biokraftstoffe und Gentherapien zur Smart-Cell-Industrie.
Intelligente Zellindustrien wie diese erfordern digitale Technologien wie die Analyse riesiger Informationsmengen durch KI, die Kombination von modularisierten Geräten für jeden Fertigungsprozess, experimentelle humanoide Roboter und die Vernetzung all dieser Elemente. Es ist nicht übertrieben zu sagen, dass die weitere Entwicklung dieser digitalen Technologien und ihre hochgradige Integration mit der Biotechnologie der Schlüssel zur Verwirklichung "nachhaltiger" wirtschaftlicher Aktivitäten sind, die in der fünften industriellen Revolution freundlich zu Mensch und Umwelt sind.
Zusammenfassung
In der Fünften Industriellen Revolution bringt jedes Land verschiedene Konzepte auf den Weg, die sich so zusammenfassen lassen, dass sie die Technologien der Vierten Industriellen Revolution, die auf der "Nutzung von IoT oder KI" basieren, aufgreifen und um das Ziel ergänzen, in der Fünften Industriellen Revolution "Menschenzentriertheit, Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit einschließlich der Ökosysteme" zu verwirklichen. Dies kann nicht mit einzelnen Technologien erreicht werden, sondern erfordert die Entwicklung neuer Infrastrukturen und die Verwirklichung einer "ultra-intelligenten Gesellschaft" durch die hochgradige Integration von IT und KI mit Robotik und Biotechnologie sowie des Cyberspace (virtueller Raum) mit dem physischen Raum (realer Raum). Es besteht kein Zweifel daran, dass in der Ära der fünften industriellen Revolution, die auf diese Weise immer komplexer wird, diejenigen Unternehmen überleben werden, die sich mit diesen Fragen auseinandersetzen und die technologischen Innovationen umsetzen.
