Die aktuellen technologischen Entwicklungen stellen die Produktionstechnik vor neue Herausforderungen. Die heutige Industrie befindet sich im Vorfeld einer wesentlichen Transformation, dessen Grundlage die systemintegrierte Intelligenz darstellt. Auf europäischer Ebene heißt das Stichwort Smart Factories, während wir in Deutschland von Industrie 4.0 bzw. der 4. Industriellen Revolution sprechen. Der ersten Revolution aus dem 19. Jahrhundert folgten die Einführung der Massenproduktion und der digitalen Steuerung. Jetzt befassen wir uns mit fundamentalen Themen der Autonomie der industriellen Prozesse. Das Versprechen, das mit dieser Umstellung einhergeht, steht einer großen Spannbreite an technologischen, organisationalen und gesellschaftlichen Herausforderungen gegenüber. Im Ingenieurwesen bedarf auch eine Revolution solider Grundlagen. In vielen Bereichen ist der Wandel bereits vorhersehbar, muss aber noch durch weitere Forschung und Entwicklung belegt werden. Die Hausaufgaben fangen auf konzeptioneller Ebene an: Es gilt, das Potenzial der Autonomie und der Systemintegration zu begreifen und zu erfassen, um die Fähigkeit zu erlangen, sie in neue, komplexe Produkte einzubetten. Auf der Software-Ebene müssen entsprechende Algorithmen entwickelt und implementieret werden, welche die systemintegrierte Intelligenz überhaupt ermöglichen. Die Herausforderung auf der Hardware-Ebene besteht darin, die gesamte Technologiekette hinter den Cyber-Physischen Systemen zu beherrschen. Diese reicht von der Verknüpfung der einzelnen Sensoren mit physikalischen Komponenten über die Vernetzung innerhalb der Systeme bis hin zur Herstellung intelligenter, vernetzter Produkte. Der letzte Schritt zur Realisierung der Industrie 4.0 durch die systemintegrierte Intelligenz bezieht sich auf die Anwendungsebene. Hierfür muss eine Schnittstelle zu den bereits existierenden Systemen geschaffen werden.
