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Ein Kompass liegt auf der Wiese

Offizieller Studienführer für Deutschland

Zu sehen ist eine Fabrikhalle, in der Autos hergestellt werden.
Die Automobilindustrie gilt als Vorzeigebranche. Foto: Tilman Weishart

"Industrie 4.0" – Digitalisierung in der Produktion

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Alexander Schulte-Mattler (28) kennt die Arbeit in der Automobilindustrie: Während seines ausbildungsintegrierten dualen Studiums „Wirtschaftsingenieurwesen“ (B.Eng.) an der Technischen Hochschule Ingolstadt hat er zwei Monate lang PKW-Teile bei der Audi AG montiert. Nach dem Bachelorabschluss und der IHK-Ausbildung zum Mechatroniker ging er in die USA, um am Georgia Institute of Technology in Atlanta seinen Master in „Industrial Engineering“ zu machen.

Inzwischen promoviert er an der Universität St. Gallen in der Schweiz und arbeitet parallel im Projekt „Audi Industrie 4.0“ in Ingolstadt mit: „An diesem Projekt sind Mitarbeiter/-innen aus verschiedenen Fachbereichen beteiligt. Es geht darum, eine Produktionsstrategie zu entwickeln, damit in naher Zukunft eine ‚Smart Factory‘ (siehe Glossar: „“) entstehen kann“, erläutert Alexander Schulte-Mattler.

Konkret beschäftigt sich der Doktorand mit der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, oder englisch „Human-Machine Interface“. Bei Audi baut er eine Pilotanlage auf, mit deren Hilfe einzelne Montage-Schritte nachgestellt werden können. „Mein Ziel ist es, ein sogenanntes System der individuellen Rückmeldung zu entwickeln. V.a. wenn sicherheitsrelevante Teile am Auto montiert werden, soll man sofort eine Rückmeldung erhalten, ob das betreffende Teil richtig eingebaut wurde. Ich will durch meine Forschung erreichen, dass die Mitarbeiter/-innen an ihrem Arbeitsplatz noch stärker das Gefühl bekommen, einen guten Job zu machen“, beschreibt Alexander Schulte-Mattler sein Vorhaben. Wenn er die Doktorarbeit in zwei Jahren abgeschlossen hat, möchte er mithelfen, die neu entwickelten Anwendungen bei Audi umzusetzen.

Vierte industrielle Revolution

Alexander Schulte-Mattler hat kurze blonde Haare und trägt einen Anzug.

Alexander Schulte-Mattler

Foto: Privat

Das beschriebene Projekt aus der Automobilindustrie bietet ein prominentes Beispiel für die aktuellen Entwicklungen, die unter den Begriff der „Industrie 4.0“ fallen: „Industrie 4.0 bedeutet, dass moderne Internettechnologien in die Produktionsprozesse eingebunden werden. Mensch, Maschine und Produkte vernetzen sich in zunehmendem Maße (siehe auch )“, erklärt Prof. Dr. Thomas Rollmann, der die Professur und Studiengangleitung für Wirtschaftsingenieurwesen an der Frankfurt University of Applied Sciences inne hat. Geht es nach den Plänen der Politik, so soll mit Hilfe der „Industrie 4.0“ nicht weniger als eine vierte industrielle Revolution angestoßen werden (siehe etwa www.bmbf.de/de/9072.php).

Anmerkung: Die erste industrielle Revolution ging Ende des 18. Jahrhunderts von der Dampfmaschine aus, danach folgte die zweite industrielle Revolution, ausgelöst durch die Einführung von Fließbändern und der elektrischen Energie, sowie schließlich die digitale Revolution, die durch den Einsatz von Elektronik und IT zu Stande kam.

Viele Studienmöglichkeiten

Wer sich als Student/-in näher mit der „Industrie 4.0“ auseinandersetzen will, kann entweder zunächst ein klassisches Grundlagenstudium wählen (etwa Elektro- oder Produktionstechnik, Maschinenbau oder Angewandte bzw. Technische Informatik) und sich dann im weiteren Verlauf auf ein bestimmtes Teilgebiet konzentrieren (siehe Reportage Master: „“). Oder man wählt bereits einen spezialisierten Bachelorstudiengang, wie z.B. Eingebettete Systeme (siehe Reportage Bachelor: „“), Mikrosystemtechnik, Energietechnik oder auch IT-Sicherheit.

Prof. Dr. Thomas Rollmann hat kurze braune Haare, trägt eine Brille sowie Anzug und Krawatte.

Prof. Dr. Thomas Rollmann

Foto: Frankfurt University of Applied Sciences

„Am stärksten betroffen von der ‚Industrie 4.0‘ sind die Fachdisziplinen Maschinenbau, Informatik und Elektrotechnik. Diese Studienangebote werden in Zukunft wesentlich interdisziplinärer ausgerichtet sein – d.h. die ehemals getrennt voneinander bestehenden Disziplinen wachsen kontinuierlich zusammen“, betont Thomas Rollmann. „Zwar haben auch bisher schon Maschinenbauingenieure/-ingenieurinnen die Grundlagenthemen der Informatik gelernt. Doch statt sich mit dem grundlegenden Aufbau eines Rechners zu befassen, geht es heute eher um Themen wie IT-Sicherheit oder das Datenmanagement in der ‚Cloud‘. Ein/e Maschinenbauingenieur/-in muss etwa auch verstehen, wie man große Datenmengen verwalten kann.“

Gefragt sind Spezialist(inn)en an Schnittstellen

Mit Blick auf die beruflichen Einsatzmöglichkeiten rät Thomas Rollmann: „Da es sich noch um ein recht junges Themengebiet handelt, sollte man eine hohe Bereitschaft mitbringen, die weiteren technologischen Entwicklungen genau zu verfolgen. Der Einsatz von Spezialist(inn)en an Schnittstellen, etwa zwischen Maschinenbau und Informatik, wird im Berufsleben stark an Bedeutung gewinnen. Maschinenbauingenieure/-ingenieurinnen müssen mit Expert(inn)en anderer Fachdisziplinen eng kommunizieren können. Es ist daher ratsam, sich möglichst breit aufzustellen (siehe auch Interview: „“). Bisher gibt es erst wenige Absolvent(inn)en, die in der Lage sind, solche Schnittstellenfunktionen auszuüben. Daher schätze ich die Berufsaussichten prinzipiell als sehr gut ein. Entsprechend qualifizierte Absolvent(inn)en haben nicht nur Chancen im Maschinenbau, sondern auch in der Logistikbranche und bei IT-Firmen mit Maschinenbaubezug.“

Seiner Beobachtung zufolge gibt es mittlerweile immer mehr Stellenangebote aus Industrie und Fertigung, in denen das Stichwort „Industrie 4.0“ auftaucht – ein zusätzlicher Beleg für den rasanten Entwicklungsprozess im industriellen Bereich.

Glossar

Technische Fachbegriffe kurz erklärt

Was versteht man überhaupt unter Begriffen wie „Industrie 4.0“, „Smart Factory“ oder „Big Data“? Studienwahl.de gibt einen Überblick.

Industrie 4.0:
Das Schlagwort wurde erstmals anlässlich der Hannover Messe 2011 einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt. Später hat die Bundesregierung die „Industrie 4.0“ in ihre Hightech-Strategie übernommen (siehe www.hightech-strategie.de). Gemeint ist die verstärkte Informatisierung der klassischen Industrien, etwa der Automatisierungs- und Produktionstechnik. Ziel: eine vierte industrielle Revolution und die Verwirklichung der intelligenten Fabrik.

Smart Factory:
Die „intelligente Fabrik“ zeichnet sich durch Verfahren der Selbstdiagnose, -konfiguration und -optimierung sowie durch energiesparende bzw. ressourcenschonende Abläufe aus. Als Vision dient eine Produktionsumgebung, in der sich die einzelnen Anlagen und Systeme weitgehend eigenständig – d.h. ohne menschliche Eingriffe – organisieren. Grundlage hierfür sind u.a. „Smart Grids“ sowie das „Internet der Dinge“.

Smart Grids:
In Zeiten der Energiewende wird eine sichere und ressourcenschonende Energieversorgung zu einem zentralen Erfordernis der industriellen Fortentwicklung. Mit Hilfe intelligenter Stromnetze („Smart Grids“) soll die Stromerzeugung zunehmend dezentral und aus verschiedenen Energiequellen – insbesondere regenerativen Energien – erfolgen. Auf diese Weise können Schwankungen im Netz lokal und schnell ausgeglichen werden.

Smart Home:
Von den neuen technologischen Verfahren und Systemen sind auch Wohnräume und -häuser betroffen: Der Begriff „Smart Home“ bezeichnet die zunehmende Vernetzung von Haustechnik, -geräten und Unterhaltungselektronik. Ein Beispiel sind intelligente Heizungen, die sich selbstständig einschalten, sobald eine bestimmte Raumtemperatur unterschritten wird (siehe auch Reportage Bachelor: „“).

Internet der Dinge:
Durch die Erfindung und Einbettung immer kleinerer Computer entstehen „intelligente (Alltags-)Gegenstände“, die untereinander kommunizieren bzw. sich vernetzen können (über Internet, WLAN oder Bluetooth-Verbindungen). Der PC als zentrale Kommunikationsplattform verliert dadurch mehr und mehr an Bedeutung.

Big Data:
Die verstärkte Digitalisierung führt zu einer regelrechten Flut an großen und komplexen Datenmengen, die kaum noch mit klassischen Methoden der Datenverarbeitung ausgewertet werden können. Gefragt sind also neuartige Formen der Datenanalyse sowie stabile und sichere Übertragungsnetze.

Cloud Computing:
Große Datenmengen werden heutzutage meist nicht mehr lokal auf dem eigenen Rechner, sondern auf Servern entfernter Rechenzentren gespeichert. Über das World Wide Web kann der entsprechende Speicherplatz online „gebucht“ werden. „Cloud Dienste“ bieten aber noch mehr als die reine Datenspeicherung: So können z.B. Unternehmen oder auch Forschungseinrichtungen durch die Nutzung von „Clouds“ zeitgleich und von unterschiedlichen Systemen aus (PCs, Tablets, Smartphones etc.) auf Daten zugreifen und damit arbeiten.

Interview

„Es geht darum, uns fit zu machen für die Zukunft“

Die „Industrie 4.0“ wird viele Veränderungen in der Wirtschaft mit sich bringen. Studienwahl.de sprach mit Dr.-Ing. Dagmar Dirzus über die Ausmaße der geplanten vierten industriellen Revolution. Sie ist promovierte Maschinenbauingenieurin und hat seit 1. Juni 2014 die Geschäftsführung der VDI/VDE Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) übernommen.

Dr.-Ing. Dagmar Dirzus hat braune Haare und trägt eine Bluse und einen Anzug.

Foto: VDI e.V.

Studienwahl.de: Frau Dirzus, welche Jobs werden in der „Industrie 4.0“ besonders gefragt sein?

Dagmar Dirzus: Hier sind v.a. Expert(inn)en zu nennen, die sich im Bereich der Automatisierungstechnik auskennen – also etwa Ingenieure/Ingenieurinnen, die Maschinenbau, Informatik oder Elektrotechnik studiert haben.

Studienwahl.de: Was sollten Absolvent(inn)en beim Berufseinstieg beachten?

Dagmar Dirzus: Für Berufseinsteiger/-innen wird es immer wichtiger, in Teams interdisziplinär zusammenzuarbeiten und über interkulturelle Fähigkeiten zu verfügen. Insbesondere die Fähigkeit, über den eigenen Tellerrand zu blicken und auch betriebswirtschaftlich zu denken, ist für den Arbeitsmarkt von großem Nutzen. Gern gesehen sind zudem Kenntnisse im Projektmanagement. Ratsam ist es daher, bereits im Studium an fächerübergreifenden Projekten teilzunehmen.

Studienwahl.de: Was plant die Politik im Zuge der vierten industriellen Revolution?

Dagmar Dirzus: Letztlich geht es darum, uns fit zu machen für die Zukunft. Deshalb stellt die Politik der Wirtschaft viele Fördermittel zur Verfügung. Damit soll nicht nur die Digitalisierung von Produktionsprozessen vorangetrieben werden, sondern es sollen auch Fortschritte bei Schlüsseltechnologien erreicht werden, z.B. in der Mikro-Elektronik, den Batterietechnologien und der Biotechnologie.

Studienwahl.de: Lässt sich bereits heute sagen, wann die „Smart Factory“ Wirklichkeit ist?

Dagmar Dirzus: Die Entwicklung verläuft in verschiedenen Bereichen unterschiedlich schnell. Bereits heute gibt es mittelständische High-Tech-Unternehmen, die die Smart Factory – soweit technologisch möglich – realisiert haben.

Studienwahl.de: Was heißt das für den Arbeitsmarkt im Ingenieurwesen und IT-Bereich?

Dagmar Dirzus: Nur wenn es gelingt, die schrittweise Entwicklung hin zur „Industrie 4.0“ fortzusetzen, wird unsere Wirtschaft wettbewerbsfähig bleiben. Nur so können Produktion und die damit verbundenen Arbeitsplätze in Deutschland gesichert werden.

Reportage Bachelor

Die Technik von morgen mitentwickeln

Yasmina Frey (24) studiert den sechssemestrigen Bachelorstudiengang „Embedded Systems Engineering“ an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Sie beschäftigt sich in ihrem Studienalltag mit Themen aus der Welt der Technik und Informatik, die für uns alle in den nächsten Jahren von Bedeutung sein werden.

Yasmina Frey hat lange dunkelbraune Haare und trägt eine Brille.

Foto: Privat

Während ihrer Schulzeit hätte Yasmina Frey es nie für möglich gehalten, dass sie eines Tages ein technisches Fach studieren würde: „Physik und Chemie fand ich immer furchtbar, diese Fächer habe ich sogar in der Oberstufe abgewählt. Auch Mathe war nie mein Lieblingsfach." Und in der Tat: Gerade in den ersten Semestern nehmen Mathematik, Physik und Elektrotechnik einen Großteil der Zeit ein.

Nach dem Abitur begann Yasmina Frey zunächst eine Ausbildung zur Fachkraft für Veranstaltungstechnik und merkte dabei bald: Das ist ja alles doch ganz spannend. „Ziemlich schnell begann ich mich für die Hintergründe zu interessieren: Warum funktioniert die Technik, mit der ich arbeite, so, wie sie funktioniert? Warum kommt es gelegentlich zu einem Programm-Fehler? Und wie kann man das verhindern?", berichtet sie.

Programmiererin und Ingenieurin in einem

Yasmina Frey wollte mehr wissen und beschloss, an ihre Ausbildung ein technisches Studium anzuhängen: „Zunächst dachte ich an Elektrotechnik – hier fehlte mir aber der Informatikanteil. Ich suchte also genau eine Mischung aus beidem.“ Bei ihren Recherchen stieß sie schließlich auf den damals neu geschaffenen Studiengang „Embedded Systems Engineering“ – und fühlte sich sofort angesprochen. „Durch das Studium wird man zu einer Art Bindeglied zwischen Programmierer/-in und Ingenieur/-in.“

Absolvent(inn)en dieser Fachrichtung sind in vielen Bereichen gefragt: Sie können im Automobilbau, in der Medien- und Unterhaltungstechnik, Luft- und Raumfahrt oder in der Medizintechnik arbeiten. Die sogenannten „eingebetteten Systeme“, die Yasmina Frey und ihre Mitstudierenden entwickeln, sind Mikrochips, die man in Handys, Autos, Waschmaschinen, medizinischen Geräten, aber auch in elektronischen Pässen vorfindet.

„Smart Home“ als Studienschwerpunkt

„Ein spannender Schwerpunkt im Studium, der immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die Gebäude-Automation, auch ‚Smart Home‘ genannt. Im Mittelpunkt steht das technisch intelligent ausgestattete Haus – Maschinen, die auf Sprachanweisung einen Kaffee machen, Badewannen, die sich auf ein Fingerschnippen hin von selbst zu füllen beginnen. Was heute noch nach Science-Fiction klingt, wird in ein paar Jahren vielleicht schon Alltag sein“, erläutert Yasmina Frey voller Begeisterung.

Auf welche Branche sie sich nach dem Studienabschluss spezialisieren möchte, weiß die Studentin noch nicht genau: „Ich will erst einmal ein Praktikum bei einem Unternehmen in Rheinland-Pfalz machen, das sich auf das Thema ‚Embedded Systems‘ spezialisiert hat. Anschließend möchte ich noch gerne einen Master absolvieren – vielleicht im Ausland. Denn schließlich gibt es in meinem Fachgebiet noch viel zu lernen."

Reportage Master

Windkraft, Brennstoffzellen und Energie-Effizienz studieren

Dass „Smart Grids“ bereits heute eine große Rolle spielen, beweist das Studium von Nicolei Beckmann: Der 32-Jährige absolviert den dreisemestrigen Studiengang „Nachhaltige Energiesysteme im Maschinenbau“ (M.Sc.) an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.

Nicolei Beckmann hat kurze Haare und trägt ein T-Shirt.

Foto: Privat

Ursprünglich hatte Nicolei Beckmann eine Ausbildung zum KFZ-Elektriker gemacht und als Meister sechs Jahre lang eine Werkstatt geleitet. „Ich wollte mich dann aber unbedingt weiterqualifizieren und habe zunächst ein Bachelorstudium in Maschinenbau gewählt“, erzählt er.

Experte für regenerative Energien

Schon während des Bachelorstudiums wählte er den Schwerpunkt „Energie- und Anlagesysteme“ und konnte sich auf diese Weise einen guten Überblick über die regenerativen Energien aneignen. Das hilft ihm nun im Masterstudium: „Neben einzelnen Technologien wie Windkraft, Brennstoffzellen und Wärme-Kraft-Kopplung interessiert mich v.a. das Thema Energie-Effizienz – angefangen bei Antriebssystemen über Gasturbinen bis hin zur Gebäudetechnik. Nachhaltige Energieerzeugung hat ein großes Zukunfts- und Entwicklungspotenzial. ‚Smart Grids‘ – also intelligente Netze – sind heutzutage in aller Munde.“

Aktuell befindet sich Nicolei Beckmann noch im ersten Fachsemester des Masterstudiengangs. An dem Studium in Hamburg gefällt ihm besonders, dass die Theorie durch praktische Versuche und Projekte ergänzt wird. Derzeit nimmt er an einem Projekt zum Betrieb von Windkraftanlagen teil: „Wir erstellen eine Wirtschaftsanalyse für einen Windpark, der bereits in der Planung ist.“ Die einzelnen Studieninhalte sind durchaus anspruchsvoll. So stehen u.a. Module aus den Bereichen „Berechnung und Simulation im Maschinenbau“ und „Produktionstechnik und -management“ auf seinem Studienplan.

Hoher Praxisbezug

Neben seinem Studium arbeitet er einige Stunden pro Woche als Werkstudent in einem kleinen Unternehmen, das sich auf Stromerzeugungsanlagen für sensible Bereiche, wie z.B. Krankenhäuser, spezialisiert hat. Bereits seine Bachelorarbeit hatte Nicolei Beckmann in Zusammenarbeit mit diesem Betrieb angefertigt und anschließend für sechs Monate dort gearbeitet. Nach dem Masterabschluss will er bei dem Unternehmen in Vollzeit einsteigen. „Wahrscheinlich werde ich später im Bereich der Effizienzsteigerung eingesetzt. Hier könnte ich dann mein Studienwissen direkt einbringen“, beschreibt er seine berufliche Zukunft.

Weitere Informationen

Studienwahl.de

In den Porträts genannte Studiengänge:

Weitere Links:

  • abi» dein weg in studium und beruf
    Informationen über Studiengänge, Berufe und Arbeitsmarktchancen, zugeschnitten auf Abiturient(inn)en:
    www.abi.de
  • BERUFETV
    Videoportal der Bundesagentur für Arbeit mit Filmen zu Ausbildungs- und Hochschulberufen:
    www.berufe.tv
  • BERUFENET
    Das Netzwerk für Berufe der Bundesagentur für Arbeit mit über 3.000 ausführlichen Berufsbeschreibungen in Text und Bild:
    http://berufenet.arbeitsagentur.de
  • KURSNET
    Datenbank für Aus- und Weiterbildung der Bundesagentur für Arbeit:
    www.kursnet.arbeitsagentur.de
  • Higthech-Strategie der Bundesregierung
    www.hightech-strategie.de
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF):
    Zukunftsprojekt Industrie 4.0

    www.bmbf.de/de/9072.php
  • Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (BITKOM): Plattform Industrie 4.0
    www.plattform-i40.de
  • VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V.
    www.vdi.de
  • VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.
    www.vde.com
  • Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA)
    www.vdma.org
  • Gesellschaft für Informatik e.V. (GI)
    www.gi.de
  • ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.
    www.zvei.org
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