Industrie 4.0

Die Potenziale, die zur Umsetzung von Industrie 4.0 führen, sind für viele Industrieunternehmen derzeit noch unklar. Folgerichtig analysiert dieser Beitrag die Potenziale, die das produzierende Gewerbe dazu veranlassen, Industrie 4.0 zu implementieren. Dies geschieht als branchenübergreifender Vergleich in fünf Industriezweigen: Während im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Elektrotechnik für die Umsetzung von Industrie 4.0 strategisch Geschäftsmodell-getriebene, operative sowie ökologische und soziale Vorteile relevant sind, sehen die Chemie- und Stahlindustrie keine strategisch relevanten Chancen. Die Automobilindustrie fokussiert sich vornehmlich auf den operativen Nutzen von Industrie 4.0.

Unternehmen tun sich häufig schwer, einzuschätzen, wo sie auf dem Weg zur digitalen Transformation stehen und welche Maßnahmen nötig sind, um ans Ziel zu kommen. Eine Einordnung erlaubt der Industrie 4.0 Maturity Index. Er bietet eine Hilfestellung, um bei der Digitalisierung nicht den internationalen Anschluss zu verlieren und die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Anhand des multidimensionalen Reifegradmodells ist es möglich, den Status quo zu erfassen und eine Roadmap zu einer höheren Industrie-4.0-Reife zu entwickeln. Das Beispiel eines Zulieferers für Energie- und Signaltechnik zeigt, wie sich damit Kosten sparen und Produktivität steigern lassen.

Getrieben von Industrie 4.0 stehen Unternehmen vor der Herausforderung, ihre Geschäftsmodelle wettbewerbsfähig zu gestalten, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und neuen Kundenansprüchen gerecht zu werden. Stichworte wie „individuelle Produktion“ und „Losgröße 1“ setzen Unternehmen dabei zunehmend unter Druck, ihre bisherige Produktion zu verändern. Tatsächlich klingt dies auch oftmals nach einer 180 Grad Wendung, vor allem für Unternehmen, die bisher mit Massenprodukten ihr Geld verdient haben und deren Geschäftsmodell nun gefährdet ist. Zudem besteht bei Industrie 4.0 die Herausforderung, dass oftmals keine Best Practices existieren und somit eine Adaption solcher Best Practices nicht möglich ist. Eine strukturierte Transformation des eigenen Geschäftsmodells hin zu Industrie 4.0 ist dennoch möglich.

Die stetig voranschreitende Digitalisierung hat schon seit Jahren ihre Spuren in der industriellen Produktion hinterlassen. Auch Trends wie Industrie 4.0 oder das Internet der Dinge führen zu einer verstärkten Vernetzung und Integration verschiedenster Daten in die Produktion. Genau diese Vernetzung und Integration kann jedoch bei schlechter Implementierung den erwarteten Nutzen ins Negative schlagen lassen. So sind beispielsweise Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) diverser Hersteller frei im Internet zu finden. Teils beabsichtigt, aber auch versehentlich entwickelt sich so ein zusätzliches Risiko für die Produktion. Auch unzureichend gesicherte Wartungszugänge sind in der Praxis auffindbar. Gründe hierfür sind die komfortable Wartung von Anlagen sowie externe Hilfestellungen bei komplexen Problemen und die Ressourcenteilung innerhalb des Produktionsbetriebs.

Monteure und Servicemitarbeiter im Maschinen- und Anlagenbau benötigen sehr viele Informationen, um die immer komplexeren Produkte zu montieren. Zusätzlich entsteht ein erheblicher Aufwand, wenn Monteure Arbeitsfortschritte oder Fehler dokumentieren sollen. Eine Ursache dafür ist: Die Produktion ist in der Regel nicht in den digitalen Informationsfluss eingebunden. Fallbeispiele aus der Industrie zeigen die hohen Potenziale von innovativen Software-Lösungen, indem man auch die Produktion perfekt in den digitalen Informationsfluss einbindet.

[2018] Im Wettbewerb agierende Fertigungsunternehmen benötigen moderne Produktionssysteme, die sowohl durch eine hohe Produktivität bei geringen Kosten als auch durch große Flexibilität bezüglich der zu fertigenden Varianten gekennzeichnet sind.

Eine gründliche Analyse ist die Grundlage für eine zielgerichtete Verbesserung von Produktionsprozessen. Insbesondere im Umfeld von Lean Production sind zahlreiche Analysemethoden und -werkzeuge entstanden, die es erfordern, umfangreiche Informationen über Produktionssysteme zu erfassen. Die Digitalisierung bietet die Möglichkeit, den Aufwand für die Erfassung und Auswertung deutlich zu reduzieren. Das Institut für Produktionsmanagement und -technik (IPMT) der Technischen Universität Hamburg hat in Zusammenarbeit mit dem Medizintechnikunternehmen Dräger eine geräteunabhängige Web-App zur Analyse von Produktionsprozessen entwickelt. Dieser Beitrag beschreibt, welche Datenstrukturen und Technologien es ermöglichen, gängige Analysemethoden zu nutzen und sie an unternehmensspezifische Problemstellungen anzupassen.

Mit dem stetigen Ausbau der Offhore-Windenergie in Deutschland steht auf-grund der hohen Betriebskosten der wirtschaftliche Anlagenbetrieb besonders im Fokus der Branche. Instandhaltungseinsätze werden überwiegend mit Serviceschiffen durchgeführt, deren Einsätze aufgrund der vorherrschenden Wetterbedingungen auf See eine optimale Planung und Steuerung erfordern. In diesem Beitrag werden zunächst die Prozesse eines Servicedienstleisters für die logistische Unterstützung von Instandhaltungsmaßnahmen dargestellt und die einsatzbezogenen Informationsbedarfe aufgezeigt. Auf dieser Basis werden geeignete Industrie 4.0-Technologien identifiziert, um die Informationstransparenz über die Service Supply Chain zu erhöhen. In Verbindung mit einem kooperativen Planungs- und Steuerungsinstrument kann auf diese Weise eine zuverlässige Entscheidungsgrundlage für die Einsatzdurchführung geschaffen werden. Dies trägt unmittelbar zu einer Senkung der Betriebskosten für die Servicelogistik ...

Durch bahnbrechende Innovationen in industriellen Revolutionen konnten die Produktivität gesteigert und Kosten gesenkt werden. Die nächste revolutionäre Veränderung bringt nun die Digitalisierung. Bauteile werden mit Intelligenz ausgestattet und steuern sich selbst durch Produktionsprozesse. Bestehende Unternehmen müssen Geschäftsprozesse, Produkte und Services digitalisieren, um den Anschluss an die digitalisierte Wirtschaft nicht zu verpassen.

Eine Untersuchung von Industrie 4.0-Anwendungsbeispielen ausgewählter Unternehmen mit Blick auf mögliche, resultierende Geschäftsmodellinnovationen zeigt, dass diese durch Industrie 4.0-Projekte durchaus herbeigeführt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen stellen jedoch auch dar, dass der Anteil der Geschäftsmodellinnovationen mit 22 % der 158 untersuchten Unternehmenseinträge in einem eher niedrigen Bereich liegt. Disruptive, d. h. branchenlogikdurchbrechende Geschäftsmodellinnovationen finden sich vor allem bei den Unternehmen des produzierenden Gewerbes. Hier steht nicht mehr allein die Herstellung bzw. Verarbeitung von Produkten im Vordergrund, sondern auch ein deutlicher Mehrwert für den Kunden. In diesem Beitrag werden die genannten Aspekte weiter ausgeführt und weitere ausgewählte Untersuchungsergebnisse dargelegt.