Der Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0 hat seine erstmals im Jahr 2019 veröffentlichten „Themenfelder Industrie 4.0“ aktualisiert und ergänzt. Die neue Fassung zeigt, dass für die Weiterentwicklung von Industrie 4.0 nicht nur an technischen Themen gearbeitet muss, sondern auch an ökonomischen, sozialen und gesellschaftliche Fragestellungen sowie einem umfassenden Systems Engineering. Das Papier umfasst daher die Kapitel „Industrielle Wertschöpfung im Wandel“, „Perspektiven technologischer Entwicklungen“, „Engineering von Industrie 4.0-Lösungen“ und „Arbeit, Unternehmen und Gesellschaft“.
Im Themenfeld „Industrielle Wertschöpfung im Wandel“ wird der Forschungs- und Entwicklungsbedarf primär aus ökonomischer Sicht definiert und der umfassende Transformationsprozess im Zuge der Umsetzung von Industrie 4.0 aufgezeigt. Dabei geht es unter anderem um die Realisierung der Daten- beziehungsweise Plattformökonomie, die Gestaltung und Implementierung von Geschäftsnetzwerken und Ökosystemen, die Konzeption und Umsetzung innovativer, daten- beziehungsweise wissensgetriebener Geschäftsmodelle sowie um die zunehmende Komplexität, Interdisziplinarität und Autonomie von Produkten beziehungsweise Produkt-Service-Systemen. Hinzu kommt die vertikale und horizontale Integration zur Verminderung der Ressourcenverbräuche und zur Steigerung der Energieeffizienz aus der Perspektive einer ökologisch nachhaltigen Wertschöpfung. Die Forschungs- und Entwicklungsbedarfe zur Realisierung einer nachhaltigen Wertschöpfung orientieren sich insbesondere an ethischen Grundsätzen beim Aufbau und beim Betreiben von Wertschöpfungsnetzwerken.
Im Themenfeld „Perspektiven technologischer Entwicklungen“ liegt der Schwerpunkt einerseits auf nachhaltigen, flexiblen und modular konfigurierbaren Produktionssystemen und deren Systemarchitekturen und andererseits auf den maßgeblichen technologischen Treibern. Forschungs- und Entwicklungsbedarfe werden in den Bereichen Industrial AI und Autonomie, Sensorik und Aktorik, Kommunikations- und Computing-Technologien, souveräne Datenräume sowie Biologisierung in technischen Produkten und Systemen identifiziert.
Das Themenfeld „Engineering von Industrie 4.0-Lösungen“ fokussiert auf eine systematische Planung, Konzipierung, Entwicklung, Validierung, Simulation und Erprobung der zugrundeliegenden technischen beziehungsweise soziotechnischen Systeme. Die steigende Komplexität der Systeme und die Orchestrierung der übergeordneten Systemverbünde erfordern eine ganzheitliche und strategische Herangehensweise, wie sie zum Beispiel im Systems Engineering oder Advanced Systems Engineering umgesetzt werden. Konkreter Forschungs- und Entwicklungsbedarf wird in diesem Themenfeld vor allem in neuen Methoden und Werkzeugen für die Industrie 4.0-Lösungsentwicklung gesehen.
Im Themenfeld „Arbeit, Unternehmen und Gesellschaft“ wird der Forschungs- und Entwicklungsbedarf aus soziologischer Perspektive sowie im Kontext der Zukunft der Arbeit betrachtet. Dabei stehen Erkenntnisse und Methoden für die menschenorientierte System- und Arbeitsgestaltung, die Notwendigkeit zum Aufbau von Kompetenzen und Qualifizierung und den organisationalen Wandel im Fokus. Zentral sind in diesem Kontext auch Fragen nach rechtlichen Herausforderungen, etwa in Bezug auf Datenschutz und -sicherheit. Für den gesamtgesellschaftlichen Dialog wird zudem die Notwendigkeit hervorgehoben, weiterhin die Forschung zu den Risiken und Chancen von Industrie 4.0 voranzutreiben, um Industrie 4.0 an den Bedürfnissen der Menschen auszurichten.