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Rück- und Ausblick auf zehn Jahre Industrie 4.0

Rückblick Serie Industrie 4.0
Zehn Jahre Industrie 4.0: Aller Anfang ist schwer

2011 war das erste Mal von Industrie 4.0 die Rede. Rund 1000 Projektkonsortien, circa 10.000 Konferenzen und geschätzte 100.000 Publikationen später sehen zwar 95 % der deutschen Unternehmer dieses Konzept als Chance – aber nur 34 % treiben den digitalen Ausbau proaktiv voran. Ein Rück-, Über- und Ausblick.

» Michael Grupp, freier Journalist in Stuttgart

Inhaltsverzeichnis
1. Begriff Industrie 4.0 hat sich international etabliert
2. Produktivität in Unternehmen steigt nur gering
3. Industrie 4.0 rechnet sich (noch) nicht
4. Booster für 4.0
5. Experimente statt Masterplan
6. Wie sieht Industrie 4.1 aus?

Im Vorfeld der Hannover Messe 2011 prognostizierten die Gründungsväter der damals neu ins Leben gerufenen „Initiative Industrie 4.0“ eine bevorstehende, vom Internet getriebene vierte industrielle Revolution. Der Grundgedanke bestand in der Kombination einer übergeordneten digitalen Welt mit realen Fertigungssystemen; der digitale Zwilling war geboren. Die dadurch entstehenden cyberphysikalischen Produktionssysteme sollten direkt zu höherer Produktivität und damit verbunden zu einer verbesserten Wettbewerbsfähigkeit führen. Schlagworte wie „Losgröße eins“, „Smart Factories“, „Mensch-Maschine-Kooperation“ und „atmende Produktion“ machten die Runde.

Die Vision überzeugte, weil sie für Industrie und Gesellschaft erhebliche Fortschritte in Aussicht stellte: Angefangen von deutlich mehr Ressourcen- und Energie-
Effizienz, über maßgeschneiderte Produkte bis hin zur Arbeitsentlastung des Menschen, dessen schweißtreibende Jobs in Zukunft autonome Systeme übernehmen sollten. Nicht nur Deutschland und Europa, die gesamte industrielle Welt stand von heute auf morgen im Zeichen der vierten industriellen Revolution. Was in den nächsten Jahren zu unterschiedlichen Reaktionen führte.

Begriff Industrie 4.0 hat sich international etabliert

2015 hat China als Antwort auf Industrie 4.0 das Zehn-Jahres-Programm „Made in China 2025“ vorgestellt. Allerdings mit dem Unterschied, dass der europäische Ansatz den technischen Fortschritt eines Unternehmens oder eines Workflows in den Vordergrund stellt. Das chinesische Pendant fokussiert dagegen die gesamte Industrielandschaft. Fortschritte in der Produktionstechnologie zählen dabei nur als ein Puzzlestein von vielen. Auch die USA sind einen eigenständigen Weg gegangen. Amerikanische Unternehmen wie Amazon, Facebook, Apple, Google und Microsoft haben vor allem Business-to-Consumer-Technologien vorangetrieben – und damit verbunden neue Geschäftsmodelle aufgesetzt. Industrie 4.0 im eigentlichen Sinne und als technologischer Ansatz besetzt in den USA unter der Bezeichnung „Industrial Internet“ eher eine Nebenrolle. Mit welcher Zielrichtung auch immer: Der Begriff „Industrie 4.0“ hat sich international durchgesetzt und wird rund um den Globus als innovatives Konzept aus Deutschland assoziiert.

Nach Erhebungen der Bitkom setzen mittlerweile 62 % der deutschen Unternehmen Industrie-4.0-Anwendungen ein – besitzen demnach zumindest teilweise vernetzte Produktionsanlagen. Mit unterschiedlichen Erwartungen und Erfahrungen. So verweisen die Gründungsväter auf bereits erzielte Erfolge. Und in der Tat wurden in bestimmten Anwendungsbereichen bereits handfeste Fortschritte erzielt: angefangen bei Predictive Maintenance und Retrofit über vernetzte Logistik- und Beschaffungskonzepte bis hin zu unternehmensübergreifenden Workflows.

Produktivität in Unternehmen steigt nur gering

Doch trotz der punktuellen Verbreitung von Industrie 4.0-Lösungen stufen sich laut Bitkom aktuell zwei Drittel der Unternehmen (66 %) als Nachzügler oder als bereits abgehängt ein. Als Gründe nennt der Branchenverband in einer aktuellen Erhebung vor allem fehlende finanzielle Mittel (77 %), sowie Anforderungen an den Datenschutz (61 %) und an die IT-Sicherheit (57 %).

Die breite Masse der Unternehmen ist demzufolge bislang nur schrittweise vorangekommen. Vor allem die angepeilte Steigerung der Arbeitsproduktivität konnte dabei nicht in dem erwarteten Umfang erreicht werden. Die Zahlen sind ernüchternd: Das Statistische Bundesamt weist in seiner Fachserie 18 aus dem Jahr 2020 nach, dass die Produktivität der deutschen Industrie zwischen 2011 und 2017 nur um etwa fünf Prozent gestiegen ist. In der darauf einsetzenden Industrierezession wurde dieses Ergebnis dann wieder ganz zunichte gemacht. Das Produktivitätsniveau der deutschen Industrielandschaft bewegt sich damit derzeit wieder auf dem Niveau von 2011. Davon betroffen sind auch erfolgreiche Branchen wie der Maschinenbau. Eine vom VDMA bereits im Jahr 2016 beauftragte Studie kommt zu dem Ergebnis: „Die rasche Verbreitung einer umfassenden, intensiven Digitalisierung trägt aktuell nicht zu Produktivitätsgewinnen in der Produktion des Maschinenbaus bei. Für Investitionen in Software zeigt sich im Gegenteil sogar ein negativer Produktivitätseffekt.“

Industrie 4.0 rechnet sich (noch) nicht

Mehrere Institute und Hochschulen beschäftigen sich mit Ursachenforschung: so zum Beispiel das Institut für Lernen und Innovation in Netzwerken (ILIN) in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) und der Hochschule Karlsruhe für Technik und Wirtschaft. Die gemeinsame Studie „Wertschöpfungspotenziale 4.0“ kommt unter dem Strich zu dem Ergebnis: „…dass in der Vergangenheit zu einseitig auf IT-Lösungen gesetzt wurde, obwohl Produktivitätsfortschritte aller Erfahrung nach zuerst einmal auf Prozessverbesserungen beruhten. Die Digitalisierung der Produktion führe nicht zwangsläufig zu Produktivitätszuwächsen.“ Oder wie es Thorsten Dirks, CEO von Telefónica Deutschland, ungleich drastischer ausdrückte: „Wenn sie einen Scheißprozess digitalisieren, dann haben sie einen scheiß digitalen Prozess.“

Booster für 4.0

Die Studienautoren empfehlen als initialen Schritt zuerst eine Vereinfachung der physischen Prozesslandschaft. Sie empfehlen damit bei der Digitalisierung eine ähnliche Vorgehensweise wie bei nachgewiesen erfolgreichen Automatisierungsprojekten: Erst die Prozesse strukturieren, um darauf aufbauend physische Abläufe mit dem Fokus Kundenorientierung zu optimieren. Erst im dritten Schritt kann dann die Automatisierung beziehungsweise die Digitalisierung folgen. ISI und ILIN rechnen vor, dass im verarbeitenden Gewerbe ein Wertschöpfungspotenzial von etwa 95 Mrd. Euro steckt. Das entspricht einer Arbeitsproduktivitätsverbesserung von knapp 15 %, die bis dato brach liegen. Der Schlüssel dazu liegt im Lean-Management, welches damit gleichberechtigt neben die Digitalisierung tritt.

Experimente statt Masterplan

Prof. Dr. Henning Kagermann, einer der Gründerväter von Industrie 4.0 und Vorsitzender des Acatech Kuratoriums, ist überzeugt: „Es gibt keinen Masterplan zur Gestaltung der zukünftigen Arbeitswelt. Der Weg der Transformation führt vor allem über Experimente.“ Das erfordert ein konzertiertes Miteinander aller Beteiligten. Dazu muss zum Beispiel die Politik Subventionen und Fördermodelle auflegen, welche die Experimentalkosten der Industrie abfedern. Dazu müssen aber auch die Entscheider Industrie 4.0 als übergreifendes Unternehmens-Konzept begreifen und behandeln – und nicht nur als komplexes Datenerfassungs- und Datenverarbeitungs-System. Gewerkschaften und Mitarbeiter müssen sich ebenfalls auf die Folgen der Digitalisierung einlassen. Und Gesellschaft und Verbraucher sollten Unternehmen nicht nur anhand ihres Kohlendioxid-Ausstoßes bewerten, sondern auch daran, was die jeweilige Marke an Zukunftssicherheit und Wohlstand für die Gesellschaft und die Arbeitskräfte bietet.

Wie sieht Industrie 4.1 aus?

Corona wirkt derzeit als Treiber der Digitalisierung. Laut einer Studie von Bitkom Research haben 81 % der deutschen Unternehmen während der Krise ihr Produktportfolio angepasst, 42 % haben neue Geschäftsmodelle aufgesetzt. 62 % verzeichnen einen Innovationsschub für ihr Unternehmen. Die Krise wird zur Chance. Dabei zeichnen sich drei technologische Trends ab: der Einsatz von IoT-Plattformen, 3-D-Druck und 5G. IoT-Plattformen sind Voraussetzung für digitale Mehrwertdienste von Predictive Maintenance bis hin zur Just-in-Sequence-Logistik. Der Erfolg von 3-D-Druck hängt indes linear von der Entwicklung neuer Materialien ab – wobei inzwischen nicht nur Werkzeuge, sondern auch Werkzeugformen additiv hergestellt werden können. 5G ist dagegen die Voraussetzung einer latenzfreien Kommunikation zwischen einer nahezu unbegrenzten Anzahl von beteiligten Instanzen. Für 4.1 und folgende sehen Experten die KI in Kombination mit Robotik als kommender Megatrend. Wobei die Forscher uneins sind, ob Künstliche Intelligenz den Menschen ersetzen oder ergänzen wird.

Tesla-CEO Elon Musk hat die „exzessive Automatisierung“ in seinem Unternehmen unlängst als Fehler bezeichnet und in Teilbereichen der Produktion den Einsatz von Robotern wieder reduziert. Er twitterte: „Yes, excessive automation at Tesla was a mistake. To be precise, my mistake. Humans are underrated“. Mit dieser Einsicht und der daraus resultierenden korrigierten Produktionsstrategie ist Musk nach Einschätzung des US-Autoexperten Sandy Munro seinen Wettbewerbern erneut um Jahre voraus.


Hier geht es zur VDMA-Studie „Industrie 4.0 im Anlagenbau“ aus 2020. 

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