Einbezogen werden alle Bereiche und Wertschöpfungsstufen des gesamten Produktlebenszyklus, von der Produktentwicklung über die Produktion und die Logistik bis zum Kunden und zum Recycling. Die maschinelle Arbeit muss dabei in Zukunft hohen Anforderungen an Intelligenz, Effizienz und Nachhaltigkeit genügen.
Grundlage dafür sind digital vernetzte Systeme, die selbstorganisiert produzieren können. Menschen, Maschinen und Produkte stimmen sich dabei miteinander ab. Die automatisierten und standardisierten Prozessabläufe werden auf den Kunden ausgerichtet, da jede Fertigung mit der Bestellung angestoßen wird und individuell erfolgt – bis hin zur Losgröße 1. Dies ist möglich, da die digitale und die physische Welt durch cyber-physische Systeme (CPS) verbunden werden. Die darin agierenden Logistikelemente handeln für sich autonom, verknüpfen selbstständig Transport- mit Fertigungsprozessen und übernehmen damit über das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) – zumindest teilweise – die Funktion des Supply Chain Managements. Insgesamt werden die Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Produktion gesteigert.
Das Ergebnis der Vernetzung sind Smart Factories. Wesentliche Bestandteile sind eingebettete Systeme (u. a. in Form von Mikrochips in Werkstücken als Basis des IoT) sowie (teil-)autonome Maschinen, die sich untereinander über Machine-to-Machine-Kommunikation mitteilen, selbstständig Entscheidungen treffen oder sich als Roboter ohne menschliche Steuerung in und durch Umgebungen bewegen und auch mit dem Kollegen Mensch zusammenarbeiten.
Die Maschinen ersetzen dabei keine Menschen. Trotz Automatisierung findet weiterhin eine Mensch-Maschine-Interaktion statt. Ziel ist eine Low-Cost-Automation als effizientes Zusammenwirken von Mensch und Maschine, in der qualifizierte Mitarbeiter die Verantwortung tragen. So besteht die Möglichkeit, Produktionen in einem One-Piece-Flow (Chaku Chaku) zu gestalten: Mitarbeiter begleiten ihr Produkt während der gesamten Fertigung. So können Produktvarianten schneller umgesetzt werden. Die Qualifikationen und die Verantwortung der Mitarbeiter nehmen insgesamt zu.
