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Industrie 4.0

Ist Industrie 4.0 ein Marketinggag der IT-Industrie, ein anderer Begriff für die „Cloud“, das „Internet“? Können die Einkäufer der Unternehmen zur Tagesordnung übergehen oder müssen sie sich nicht doch um Fragen sorgen wie: Welche Geräte, welche Software, welches Know-how bei den Mitarbeitern, welche Umstellungen macht es erforderlich? Eine Menge Fragen gehen mit dem Begriff einher. Die wichtigste von ihnen lautet wohl: Evolution der vierten industriellen Revolution – Etikettenschwindel oder reales Zukunftsszenario?

Industrie 4.0

Einkauf bei Industrie 4.0 am Scheideweg

Angesichts der rasanten digitalen Transformation muss sich der Einkauf weitreichenden Herausforderungen stellen. Dabei steht er vor der Entscheidung: Politik der ruhigen Hand und erst einmal sehen, wie sich die Dinge entwickeln; oder jetzt reagieren, um beizeiten auf den kommenden Umbruch vorbereitet zu sein.

Beratung tut hier also not. Erster Ansprechpartner für die Einkaufsabteilungen der Industrie bei der Beschaffung der Komponenten von Industrie 4.0 ist die Branche der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT). Diese trägt zum Zusammenwachsen von Fertigung, IT und Internet bei.

Die Bedeutung der IKT-Branche

Kunden aus der Industrie sind für die IKT-Branche generell von großer Bedeutung. Für 2014 rechnet Michael Kleinemeier, Mitglied des BITKOM-Präsidiums, mit einem Marktvolumen der Fertigungsindustrie für die IKT-Branche von knapp 31 Milliarden €, ein Plus von 2,2 Prozent gegenüber 2012. Rund ein Fünftel der gesamten IKT-Umsätze entstehen ihm zufolge hier.

Den größten Anteil mit rund der Hälfte der Umsätze mit der Fertigungsindustrie hätten IT-Dienstleistungen. 2012 habe der Anteil der IT-Services noch 45 Prozent betragen. In diesem Bereich sowie in der Software werden laut Kleinemeier seit Jahren zusätzliche Arbeitsplätze und Wertschöpfung in Deutschland geschaffen.

Das liefert die IKT-Branche für Industrie 4.0:

  1. Die Infrastruktur, insbesondere zur Vernetzung bislang autonomer Einheiten wie:
    Datenverbindungen
    Schnittstellen
    Standards und Protokolle
  2. Prozess-Know-how: Technologien, Prozessberatung und Organisation
  3. Sicherheit: Der Sicherheitsaspekt hat eine herausragende Bedeutung. Prozesse dürfen durch ihre Verlagerung über Cyber-Physikalische Systeme ins Internet nicht unsicher werden.
  4. software-intensive eingebettete Systeme: Bei eingebetteten Systemen sind Software-Module, Mini- oder Mikro-Computer in ein technisches Umfeld integriert. Deutschlands Embedded-Anbieter sehen sich weltweit führend bei software-intensiven Systemen. Die bisherigen eingebetteten Systeme werden von hochspezialisierten, isoliert betriebenen Produkten zu funktional erweiterten und vernetzten Cyber Physical Systems (CPS).

Bedeutung von Software

An Bedeutung gewinnt dabei Software. Die Systeme bekommen mehr Rechenleistung und Speicher. Die Vernetzung über das Internet-Protokoll mit anderen Bauteilen und Steuerungssystemen für geräteübergreifende Abläufe ist das wichtigste Charakteristikum der neuen CPS. Sie ermöglicht neue Abläufe und Geschäftsmodelle.

Abfragen von Zuständen

Die einfachste Form ist das Abfragen von Zuständen, um Prozesse anstoßen und steuern zu können. Das erleichtert beispielsweise die Wartung von Maschinen und Anlagen. Unternehmen können so den Bestand im Ersatzteillager optimieren, indem sie Maschinendaten zum Verschleiß permanent und automatisiert erfassen, auswerten und damit Abläufe steuern.

Abstand zu Entwicklung, Service und Logistik

Laut einer BITKOM-Umfrage bieten die meisten IKT-Unternehmen Lösungen für die Produktion an. Allerdings ist der Abstand zu Entwicklung, Service und Logistik nur gering. Kleinemeier: „Industrie 4.0 berührt und umfasst eben viele Bereiche eines Fertigungsunternehmens.“

Produzierendes Gewerbe

Aus Sicht der IKT-Unternehmen wächst die Bedeutung von Industrie 4.0 ganz allgemein für die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie. Wie im Vorjahr meinen 90 Prozent, das produzierende Gewerbe brauche Industrie 4.0, um im weltweiten Wettbewerb bestehen zu können. Dabei hat sich der Anteil derer, die Industrie 4.0 eine „sehr wichtige“ Rolle zuschreiben, von 49 auf 60 Prozent deutlich erhöht.

Umbruch wie in Handel oder Musikindustrie

Dies deckt sich Kleinemeier zufolge mit den Umbrüchen in anderen Branchen, etwa im Handel oder der Musikindustrie. Kleinemeier: „Es gibt keinen Grund anzunehmen, dass der allgemeine Trend zur Digitalisierung ausgerechnet vor der Produktion zum Stehen kommt.“ Die Erfahrungen der Vergangenheit lehrten, dass bei disruptiven Veränderungen auch bisherige Weltmarktführer schnell abgeschlagen sein können, wenn sie sich nicht rechtzeitig auf die neuen Gegebenheiten einstellen.

Die Konkurrenz im Ausland schläft nicht – gute Position Deutschlands

Deutschland gehört zweifellos zu den Weltmarktführern in vielen Bereichen der klassischen Industrie. Zudem hat es eine gut aufgestellte IKT-Branche, bei der Global Player und große Unternehmen durch einen starken Mittelstand ergänzt werden, der innovativ sowie nah am Kunden und dessen Bedürfnissen ist. Etwas mehr als 50 Prozent der Befragten sehen Deutschland in der globalen Spitzengruppe oder gar an Position eins.

Der Vergleich mit den Umfrageergebnissen vor einem Jahr zeigt aber auch, dass etwas weniger IKT-Unternehmen die deutsche Industrie als „weltweit führend“ einschätzen. Der mögliche Grund für diese vereinzelt kritischere Haltung: Wirtschaftsnationen wie China, USA, Großbritannien oder Südkorea haben spezielle Industrie-4.0-Programme zur schnelleren Industrialisierung bzw. Re-Industrialisierung ihrer Volkswirtschaft aufgelegt.

Jetzt wichtig: Standardisierung und Vernetzung

Anbieter werden ihre Lösungen stärker standardisieren, um so ein größeres Marktpotenzial abzudecken. Sie können neue Märkte erobern, werden aber neuen Wettbewerbern ausgesetzt sein.

Vernetzung ist auch ein Infrastruktur-Thema. Voraussetzung für Industrie 4.0 sind hier:

  • ein flächendeckend breitbandiges Internet
  • eine hohe Verbindungsstabilität mit garantierten Latenzzeiten
  • gesetzliche Regelungen für einen adäquaten Umgang mit den steigenden Datenmengen, insbesondere für den Umgang mit personenbezogenen Daten
  • Anpassung der Ausbildung, ob an Hochschulen, Berufsbildenden Schulen oder in Unternehmen. Informatiker sollten zusätzlich Module aus den Bereichen Maschinenbau oder Elektrotechnik belegen, Elektriker auch Grundlagen der Software-Programmierung erlernen.

Unklarheit vor dem Industrie-4.0-Sturm – Schwerpunkte für den Einkauf von Industrie 4.0

Die Einkaufsabteilungen von Firmen welcher Branchen sollten sich nun besonders um Industrie 4.0 kümmern?

Klar ist: Der Begriff wird inzwischen von Anbietern von Hard- und Software-Lösungen aus dem Feld der Automatisierung, der Informations- und Kommunikationstechnik sowie dem Maschinen- und Anlagenbau gleichermaßen verwendet. Unter den Beteiligten besteht ein gemeinsames Verständnis über die zukünftigen Möglichkeiten von Industrie-4.0-Technologien. Dies gilt insbesondere für das Anwendungsgebiet der Produktion und Logistik.

Keine Vorhersage zu Auswirkungen

Klar ist jedoch auch so viel: Derzeit können weder Wettbewerbsvorteile noch Auswirkungen einer flächendeckenden Anwendung von Industrie-4.0-Technologien noch die durch Industrie 4.0 besonders betroffenen Branchen vorhergesagt werden.

Durchdringung der Branchen noch offen

Außerdem ist derzeit noch völlig offen, wie lange die Durchdringung der Branchen mit Industrie-4.0-Technologien dauern wird. In der Übergangszeit rechnen die IAO-Forscher mit schnittstellenbedingten Verlusten.

Höhe von Potenzialen

Immerhin: Mit wachsender Durchdringung würden Auswirkungen und Potenziale dieser Technologien zunehmend sichtbar. Höhe von Potenzialen und Zeitpunkt des Eintretens von Potenzialen bleiben gleichwohl schwer vorhersehbar.

Durchdringung und Umsetzungsgeschwindigkeit

Die Durchdringung von Technologien korrespondiert direkt mit der Umsetzungsgeschwindigkeit. Die wieder hänge von unternehmens- und branchenspezifischen wie auch allgemeinen Faktoren ab und kann ebenfalls nicht prognostiziert werden. Trotzdem sagen Experten diesen Technologien ein großes Potenzial von bis zu 30 Prozent voraus mit Anwendungsschwerpunkt in Produktion und Logistik.

Der nächste große Schritt

Die intelligente internetgestützte Vernetzung von Objekten, Maschinen und Menschen mit IKT-Systemen stellt den erwarteten nächsten großen Schritt in der Entwicklung der Produktion dar.

Hightech-Strategie für die Zukunft

Als führender Anbieter und Anwender von Geräten, Maschinen, Anlagen und Technologien wird sich Deutschland der vierten industriellen Revolution stellen. Die Forschungsunion, als eines der zentralen innovationspolitischen Beratungsgremien der Bundesregierung, erarbeitete im Rahmen der Hightech-Strategie Zukunftsthemen, mit denen Deutschland einen Spitzenplatz bei der Lösung globaler Herausforderungen einnehmen soll.

Die Forschungsunion hat von 2006 bis 2013 als das zentrale innovationspolitische Beratungsgremium die Umsetzung und Weiterentwicklung der Hightech-Strategie 2020 für Deutschland begleitet.

Vierte industrielle Revolution mitgestalten

Der Forschungsunion zufolge kann Deutschland nur ein erfolgreicher Produktionsstandort bleiben, wenn es gelingt „die vom Internet getriebene vierte industrielle Revolution mit zu gestalten und autonome, selbststeuernde, wissensbasierte und sensorgestützte Produktionssysteme zu entwickeln, zu vermarkten und zu betreiben.“

Voraussetzungen für den Erfolg

Damit diese und zusätzliche Effekte in weiteren Branchen realisiert werden können, sind Standards und Unterstützung auf der Technologie- und Anwendungsseite notwendig. Insbesondere sind hier praktikable und abgestimmte Regeln für schnelle und schnittstellenfreie Kommunikation, Datenschutz und Datensicherheit notwendig.

Keine Reduzierung auf Technologie

Industrie 4.0 sollte keineswegs auf den reinen Technologieeinsatz eingeschränkt werden. Der flächendeckende Einsatz von IT und intelligenten Objekten in Produktionsprozessen erfordert die Betrachtung des gesamten „Ökosystems“, bestehend aus Technik, Mensch und Organisation.

Vermeidung von Verschwendungen

Eine Vielzahl neuer Industrie-4.0-Anwendungen wird dazu beitragen, dass in den kommenden Jahren Wertschöpfungsketten und -netze durch die gezielte Vermeidung von Verschwendung noch wettbewerbsfähiger werden. Es wird eine verstärkte Substitution von Material, Beständen und Bewegungen durch aktuelle Echtzeitinformationen stattfinden.

Kein sofortiger Nutzen von Industrie 4.0

Der Nutzen wird sich nicht sofort revolutionär entfalten, sondern die Industrie in den nächsten Jahren nach und nach evolutionär verändern. Erste Erfolge sind heute schon in Branchen wie beispielsweise der Mikroelektronik, dem Solar- und Leiterplattenbau sowie der Chipproduktion sichtbar.

Angrenzende Bereiche der Arbeit

Mit zunehmenden IKT-Anwendungen unterliegen die angrenzenden Bereiche der Arbeit – Wissens- und Dienstleistungsarbeit – bereits radikalen Veränderungen. Der flächendeckende Einzug von PC, Internet und Mobiltelefonen führte und führt immer noch zu neuen Arbeitsformen. Diese neuen Technologien haben die Bereiche der Produktionsarbeit bisher jedoch erst „gestreift“.

Beispiel Mobilgeräte

Ein Beispiel ist die Diskussion über den Einsatz von Smartphones und Tablet-PCs in der Produktion. Ist die produktive Nutzung dieser mobilen Endgeräte heute noch auf wenige Anwendungsfälle wie Wartung und Instandhaltung beschränkt, wird es zunehmend wahrscheinlich, dass diese neuen Technologien künftig auch in den direkten Produktionsbereichen verstärkt eingesetzt werden.

Einkauf muss sich auf Herausforderungen einstellen

Für den Einkauf wird Industrie 4.0 in verschiedener Hinsicht eines der wichtigsten Themen für die Zukunft sein. Einerseits sind die Vorteile des internetbasierten Zusammenspiels schon heute für den Einkauf als Glied der gesamten Wertschöpfungskette nicht zuletzt aus dem privaten Bereich bekannt. Sie werden im Rahmen von „Big Data“ auch im nicht privaten Bereich unter den diskutierten Aspekten von Industrie 4.0 weiter an Bedeutung zunehmen.

Schlüsselrolle des Einkaufs

Andererseits wird es von der möglichst kostengünstigen Gestaltung des Einkaufs von Produkten und Dienstleistungen rund um das Thema Industrie 4.0 ganz wesentlich abhängen, wie schnell die Segnungen der vierten industriellen Revolution im eigenen Unternehmen greifen können. Dem Einkauf wird in dem Zusammenspiel von Angebot und Nachfrage sowie dem Wandel im Unternehmen sogar eine Schlüsselrolle zukommen. Banal ausgedrückt: Was nützen die schönsten Ergebnisse der Einführung von Industrie 4.0 im Unternehmen, wenn schon die Konditionen beim Einkauf nicht gestimmt haben?

Merke: Nicht nur, wer zu spät kommt, den bestraft das Leben, sondern auch den, der nicht marktgerecht eingekauft hat.

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