Industrie 4.0:Definition, Geschichte, Prozesse, Technologien

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Was ist/sind Industrie 4.0? Definition:
Industrie 4.0 bezeichnet die vierte industrielle Revolution. Der Begriff wurde erstmals 2011 auf der Hannovermesse öffentlich genannt. Schon seit Jahren zeichnet sich eine grundlegende Umwälzung in der Industrie ab. Die Bundesregierung erklärte Industrie 4.0 zu einem Kernelement der deutschen Hightech-Strategie um den Produktionsstandort Deutschland zu sichern



Die Definition des Begriffes Industrie 4.0 ist nicht so trivial, da es eher einen Fokus in der industriellen Revolution beschreibt, als eine konkrete Technik oder Methodik. Deshalb etabliert sich gerade eine neue Sparte Industrie 4.0 Beratung.

Definition Industrie 4.0 im Springer Gabler Wirtschaftslexikon
"Industrie 4.0 ist ein Marketingbegriff, der auch in der Wissenschaftskommunikation verwendet wird, und steht für ein Zukunftsprojekt der deutschen Bundesregierung. Die sog. vierte industrielle Revolution zeichnet sich durch Individualisierung bzw. Hybridisierung der Produkte und die Integration von Kunden und Geschäftspartnern in die Geschäftsprozesse aus."

Mittlerweile ist Industrie 4.0 zu einem weltweiten Exportschlager geworden. Ob in den USA unter dem Begriff Internet of Things oder in Frankreich Industrie du Future - es geht um die Digitalisierung der Produktion; ein Prozess, der schon seit einigen Jahren voranschreitet.
Vielmehr ist die Digitalisierung in den Produktionswerken bereits weit fortgeschritten: Zentrale Systeme, genannt Manufacturing Execution Systems (MES), sammeln schon seit langem digitale Daten aus der Produktion zu Steuerung der Anlagen und zur optimalen Verteilung der Aufträge aus den Enterprise Ressource Programmen (ERP).

Zurzeit kursieren viele Definitionen in den Fachmedien zum Begriff Industrie 4.0. Allen gemeinsam ist die folgende Einordung.

"Nach der ersten Industriellen Revolution im 18. Jahrhundert, welche den Übergang von einer Agrargesellschaft zu einer Industriegesellschaft beschrieb, der zweiten industriellen Revolution im 20. Jahrhundert, die geprägt durch das Aufkommen der Massenfertigung war und der dritten Industriellen Revolution, welche um 1970 begann und den Einsatz der Speicherprogrammierbaren Steuerungen als Merkmal besaß, ist die Vierte industrielle Revolution gerade dabei zu starten."

Merkmale

Als erstes, wichtiges Merkmal auf dem Weg hin zu einer Industrie 4.0 wäre die Horizontale Integration über Wertschöpfungsnetzwerke zu nennen. Bisher sind alle Teilnehmer einer Wertschöpfungskette als Inseln zu sehen.

Beispielsweise in einer industriellen Produktion liefert ein Logistiker A Rohstoffe des Rohstofflieferanten an Produktionswerk A. Im Produktionswerk A werden die Rohstoffe zu Halbzeugen verarbeitet und im Anschluss, unter Zuhilfenahme eines Logistikers B, an Produktionswerk B überbracht. Dieser verarbeitet die Halbzeuge des Produktionswerks B und vieler anderer Lieferanten zu einem fertigen Produkt. Dieses fertige Produkt wird von einem oder vielen Kunden genutzt.

Während der Nutzung sind unter Umständen weitere Instanzen, wie Wartung und Instandhaltung, in sogenannten After Sales Services an der Wertschöpfungskette beteiligt. Wenn nun alle dieser Instanzen in einer einheitlichen durchgängigen technischen Lösung vereint sind, bildet sich ein Wertschöpfungsnetzwerk. Die ehemals einzelnen Inseln verarbeiten ihre Informationen in einheitlichen Systemen, und haben so jederzeit Zugriff auf die an der Wertschöpfung generierten Informationen. Produktionswerk B hat beispielsweise die Möglichkeit seine Bedarfe genau zu planen. Auf diese Informationen kann der Logistiker A zugreifen und seine Routen dementsprechend planen, um Leerfahrten und unnötige bestände zu reduzieren. Als Resultat dieses Wertschöpfungsnetzwerkes wäre die Vision einer erhöhten Effizienz zu nennen, sowie eine Erhöhung der Flexibilität und die Reduktion der Verschwendung.

Methodisches Vorgehen

In der Welt der "Industrie 4.0" versammeln sich viele Teildisziplinen und mehren sich die Angebote an Produkten sowie Diensleistungen. Wie also vorgehen? Für die Praxis der Industrie 4.0-Kompass von der Industrie 4.0 Plattform empfohlen:

  1. Informieren
  2. Orientieren
  3. Demonstrieren & Qualifizieren
  4. Testen
  5. Umsetzen & Kooperieren

Referenzmodelle

RAMI 4.0

RAMI 4.0 Referenzmodell
Um für Industrie 4.0 eine einheitliche Basis zu schaffen, hat der ZVEI – gemeinsam mit seinen Partnern – RAMI 4.0 entwickelt, das Referenzarchitekturmodell für Industrie 4.0.

Themen-Gebiete

Big Data

Big Data wird für gewöhnlich als die Erfassung, Speicherung und analytische Auswertung von Daten in strukturierter und unstrukturierter Form bezeichnet. Diese Auswertungen erfolgen in Extrem Zeitnah und Ad-Hoc. Gronwald gibt für den Begriff ‘Big Data‘ noch eine sehr elegante Definition: „Big Data ist keine Technologie. Big Data verwendet Technologien, um auf die richtigen Fragen Antworten in Echtzeit zu finden und diese im Geschäftsalltag gewinnbringend umzusetzen.“ Als ein Anwendungsszenario von Big Data in der Produktion beschreibt Dorschel „das Streben nach der Optimierung der Fertigungsprozesse“, als einen Treiber der Big Data Analytics in den Unternehmen. Der Vorteil liege in der Möglichkeit die Produktion als Konstrukt mit ihren vielen Einflüssen als Einheit zu betrachten. Die vielen verschiedenen Datenquellen können Aggregiert werden um dadurch mögliche Ursache Wirkungs- Kausalitäten festzustellen.

Quellen:

  • Gronwald, Klaus-Dieter, S. 121 ff.
  • Dorschel, Joachim, S. 107.
  • Vgl. Dorschel, Joachim, S. 107 ff.

Cloud-Computing

Internet of Things (IoT)

IoT ist die Vernetzung und Steuerung von Objekten und Menschen über das Internet.

Industrial Internet of Things

Plattform

Die Plattform Industrie 4.0, eine gemeinsame Aktion des ZVEI, der BITKOM und des VDMA, prägte den Begriff mit folgender Definition:

"Der Begriff Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, einer neuen Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten. Dieser Zyklus orientiert sich an den zunehmend individualisierten Kundenwünschen und erstreckt sich von der Idee, dem Auftrag über die Entwicklung und Fertigung, die Auslieferung eines Produkts an den Endkunden bis hin zum Recycling, einschließlich der damit verbundenen Dienstleistungen. Basis ist die Verfügbarkeit aller relevanten Informationen in Echtzeit durch Vernetzung aller an der Wertschöpfung beteiligten Instanzen sowie die Fähigkeit aus den Daten den zu jedem Zeitpunkt optimalen Wertschöpfungsfluss abzuleiten. Durch die Verbindung von Menschen, Objekten und Systemen entstehen dynamische, echtzeitoptimierte und selbst organisierende, unternehmensübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke, die sich nach unterschiedlichen Kriterien wie beispielsweise Kosten, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch optimieren lassen."

Quelle: BITKOM/VDMA/ZVEI
Plattform Industrie 4.0 Plattform Industrie 4.0

Industrie 4.0: Thesen/Ansätze

  • Alles kann digital vernetzt werden.
  • Es gibt keine Grenzen: Es ist egal wo Dienstleister, Cloud-Server und Maschinen "sitzen".
  • Win Großteil des Services werden zunehmend von Startups geleistet, nicht mehr von den großen Playern.

Begriffe

Die Entwicklung des Suchbegriffes "Industrie 4.0" bei Google Deutschland laut Google Trends.

Industrie 4.0 bündelt alte und neue Begriffe. Industrie 4.0 bringt Welten zusammen: Es tauchen Fachbegriffe in der klassischen Industrie auf, die noch analog geboren wurde. Diese Begriffe solltest Du draufhaben, um auf Industrie 4.0 Konferenzen mitreden zu können:

3D-Druck
Agil
Digitaler Darwinismus
wenn sich Technologien und die Gesellschaft schneller verändern
Bots
Dematerialisierung
Digitales Prekariat
Digitaler Zwilling
Illusion 4.0
Internet of Services
Internet of Clients
SCRUM
Neophobie
Lateinisch neophobia. Es ist die Angst vor etwas Neuem, unbekannten Situationen bzw. neuartigen Dingen.

Geschäftsmodelle

Durch Digitalisierung gibt es neue Ansätze in vielen Geschäftsbereichen wie z. B. Logistik.

Allgemeines Interesse

Getrieben durch die Medien und die Dienstleisterwelt, kann sich keiner dem Thema Industrie 4.0 entziehen. Ein schönes Abbild dessen, zeigen die Suchanfragen bei Google, siehe Grafik. Wichtige Suchbegriffe sind z. B.: Industrie 4.0 Definition, Plattform Industrie 4.0 & Digitalisierung.

Industrielle Revolutionen

Die Industrie kennt bereits folgende "Revolutionen":

Wasser und Dampfkraft

Mechanische Energieerzeugung und Energieumwandlung vor allem durch die Dampfmaschine.

Elektrische Energie

Mit der Verfügbarkeit der elektrischen Energie wurde auch die Massenfertigung möglich. Die Nutzung von Generatoren, Glühlampen und Motoren waren jetzt möglich.

Digital Revolution

Einsatz von Computern, Elektronik und weitere Automatisierung

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Industrie 4.0 Beratung

Veränderung ist nicht die Ausnahme. Einige wenige streben sogar danach – besonders dann, wenn wir sie als Annehmlichkeit und Zugewinn wahrnehmen, also unsere Grundbedürfnisse besser befriedigt werden. Ändern sich die Bedürfnisse der Endkunden, ändern sich auch die Anforderungen an Unternehmen unterschiedlichster Industrien. Was aber tun, wenn die Art und Weise dieser Entwicklungen sich ändert? Und zwar unvorhersehbar und in immer kürzeren Abständen?
Um zukunftsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen in kundengetriebenen Märkten mit

  • stark steigenden Innovationsdruck,
  • immer schnelleren Produktlebenszyklen,
  • kürzeren Auftragsvorlaufzeiten,
  • wachsenden Produktvarianten Schritt halten.

Es reicht nicht mehr aus, nur schneller und flexibler zu reagieren, Ressourcen effizienter einzusetzen und die Produktionsqualität zu erhöhen. Digitalisierungs- und Transformationsstrategien, Vernetzung und Datenanalysemethoden sind mittlerweile vertrautes Vokabular. Antworten auf und Lösungen für den Anpassungsdruck sollen Industrie 4.0, cyber-physische Produktionssysteme, Nanotechnologie, Virtual Reality oder wissensbasierte Systeme liefern. Viele Schlagworte – aber was verbirgt sich dahinter und was ist für das eigene Unternehmen wichtig? Welche Weichen müssen heute für eine erfolgreiche Zukunft gestellt werden?

Dateiname
KPMG Industrie 4.0 Transformationsprozess [KPMG - Industrie 4.0 Beratung]

Herausforderungen und Anforderungen im Industrie 4.0 Umfeld

KPMG Live. Diskussion zu Industrie 4.0.

Die digitale Transformation ist in der C-Level-Agenda angekommen und dort zu einem der Topthemen gereift. Die uneingeschränkte Selbstverpflichtung des Managements ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Veränderung. Die Umsetzung kann nur im Team, unter Einbeziehung aller Unternehmensfunktionen optimal gemeistert werden. Denn die Digitalisierung stellt bestehende Geschäftsmodelle vom Kunden über Zulieferer bis hin zu Partnern zunehmend in Frage. Die Möglichkeiten disruptiver Technologien erlauben es, Geschäftsmodelle neu zu definieren, um profitabler und schneller zu wachsen als der Wettbewerb oder auch Organisationsabläufe und -strukturen sowie die Produktionsinfrastruktur und -prozesse in ihrer Performance signifikant zu steigern.

Dieser Wandel ist keine Option mehr, sondern eine Frage der Gestaltung und der sicheren Umsetzung, um nicht als Underperformer oder Verlierer vom Platz zu gehen: Er muss geplant, strukturiert und vor allem auch gelebt und geführt werden. Die zunehmende Digitalisierung in allen Bereichen eines Unternehmens bietet vielfältige Möglichkeiten für neue Geschäftsmodelle. Im Mittelpunkt steht dabei der Kunde, auf den alle Prozesse des Unternehmens ausgerichtet werden müssen. Durch die Vernetzung von allen beteiligten Partnern können Unternehmen Ökosysteme schaffen, die die Kunden in eine langfristige Beziehung einbinden. Die Firmen die es verstehen, solche Chancen zu nutzen und rechtzeitig auf neue Herausforderungen zu reagieren, werden in Zukunft erfolgreich sein.

Um dies zu erreichen ist eine optimierte Datennutzung und Analyse Grundvoraussetzung. Jedes Unternehmen verwendet schon heute eine Vielzahl von Daten im täglichen Geschäft. Erfahrungsgemäß ist jedoch der Wirkungsgrad der Daten häufig eher schwach.

Die Unternehmen brauchen ein Konzept, welche Daten

  1. sie sammeln wollen
  2. wie aufbereitet sein müssen, um sie für Analysen verwenden zu können
  3. am Ende gespeichert werden sollen

Dazu bedarf es einer klaren Strategie und Strukturen, durch die Daten organisiert zusammenfließen, sowie eines Bewusstseins, dass Daten eine Ressource wie Personal, Know-how, Technologie oder Kapital darstellen. In diesem Zusammenhang besteht jedoch auch die Gefahr von Cyber-Attacken, Datendiebstahl und anderen Formen der digitalen Wirtschaftskriminalität, welche zunehmend an Relevanz gewinnen. Informationssicherheit ist kein reines Technologiethema oder nur Aufgabe des IT-Bereichs. Um den Herausforderungen von außen zukünftig gewachsen zu sein, muss ein Paradigmenwechsel im Unternehmen stattfinden. Neben unternehmensspezifischen technischen Lösungen ist es entscheidend, dass jeder Mitarbeiter ein Sicherheitsbewusstsein entwickelt. Der beste Schutz sind aufmerksame Mitarbeiter in Verbindung mit individuell angepassten Technologielösungen. Die digitale Transformation schließt neben den Prozessen, den Organisationsstrukturen und der Wertschöpfungskette auch die Menschen in den Unternehmen ein. Der Wandel der Geschäftsabläufe steht auch für eine Veränderung der Unternehmenskultur, die im Rahmen eines „Change Managements“ um die Möglichkeiten der Digitalisierung erweitert und angepasst werden muss. Unternehmer, Management und die gesamte Belegschaft müssen das neue Thema engagiert und kooperativ angehen. Man kann nicht genau vorhersagen, wie sehr die Digitalisierung verschiedene Berufsbilder verändern wird. Gewiss jedoch ist der Wunsch der Führungskräfte, zukünftig über eine Fachkraft 4.0 zu verfügen, die interdisziplinäre Fähigkeiten besitzt und klassische mechanische und elektronische Qualifikationen mit IT-Know-how verbindet. Die Umsetzung des Transformationsprozesses birgt also viele Hürden, deshalb ist es unumgänglich sich vor Beginn der Implementierung auf eine einheitliche Strategie zu einigen. Um das bestmögliche Ergebnis zu erreichen und eine optimale Transformation zu gewährleisten, ist es zudem oft ratsam auf das Fachwissen Externer zurückzugreifen, welche den Prozess unterstützend begleiten und so maßgeschneiderte Lösungen aufzeigen.

Schritte eines erfolgreichen Transformationsprozesses

Standortbestimmung und Reifegrad

Die präzise interne Standortbestimmung eines Unternehmens hinsichtlich seines Digitalisierungsgrades und weiterer Ausprägungen wie beispielsweise der Innovationskraft bildet die Grundlage für den Transformationsprozess. Durch interne Analysen und Benchmarking mit Wettbewerbern werden Potenziale, Stärken und Schwachstellen identifiziert und kategorisiert, um eine faktenbasierte Ausgangsposition für Projekte und Vorhaben zu schaffen. Die Analysen können dabei beispielsweise in Form von interaktiven Fragebögen für Verantwortliche jeder Hierarchie-Ebene gestaltet werden, um somit eine präzise Einschätzung eines Themengebiets aus verschiedenen Blickwinkeln zu gewährleisten.

Externe Trend-/Innovationsanalyse

Parallel zur internen Standortbestimmung des Unternehmens wird im Zuge der Vorbereitung auch das externe Umfeld einer näheren Betrachtung unterzogen. Im Fokus dabei stehen insbesondere Trends und Innovationen des Geschäftsumfeldes, die in Verbindung mit der geplanten Systemeinführung stehen. Moderne Methoden zur Trendanalyse sind beispielsweise Big Data-Analyse von verfügbaren Informationen im Internet: durch Bestimmung und Verschlagwortung bestimmter Themengebiete können Bereiche eingegrenzt werden, in denen Algorithmen nach spezifischen Begriffen und Dokumenten wie Artikeln, Patenten oder Gründungsmitteilungen von Startup-Unternehmen suchen, um so die Entwicklung des entsprechenden Themengebiets zu quantifizieren.

Definition Strategie/Vision/Ziele

Nach Definition der Ausgangslage, dem Ist-Zustand, werden Ziele als Soll-Zustand definiert und konkretisiert. Die Ziele bilden einen Teil der Vision des Unternehmens, die fest in der Unternehmenskultur verankert wird, und eine wichtige Rolle bei der Schaffung einer Corporate Identity spielt, da sich die Mitarbeiter im Optimalfall mit ihr identifizieren. Damit soll sichergestellt werden, dass die Mitarbeiter das Transformationsvorhaben aus Eigenmotivation vorantreiben. Aus den entwickelten Zielen werden jeweils konkrete Strategien abgeleitet.
Ausformulierte Strategien können folgende Fragen präzise und umfänglich beantworten:

  • Was ist von der Strategie betroffen?
  • Wer ist von der Strategie betroffen?
  • Wie wird die Strategie ausgeführt?

Definition von Geschäftsmodellen

Auf Basis der zuvor gewonnenen Erkenntnisse über den aktuellen Entwicklungsstand und die definierten Ziele werden Use Cases für die verschiedenen Ansätze entwickelt. Ein klassisches Vorgehen bei der Entwicklung von Use Cases ist es, das bisherige Geschäftsmodell in einzelne Prozesse zu zerlegen und diese auf potenzielles Optimierungspotenzial beispielsweise durch neue Technologien oder Trends und den Beitrag der jeweiligen Geschäftsmodelle zur übergeordneten Zielrealisierung hin zu untersuchen. Neben der Optimierung von bestehenden Prozessen können auch komplett neue Geschäftsmodelle als Case fokussiert werden.
Ein Geschäftsmodell beschreibt in vier Dimensionen, wo (Markt) ein Unternehmen mit was (Leistung) wie (Wertschöpfung) Geld verdient (Ertragskonzept).

Bewertung Rating und Ranking

Im Anschluss an die Definition verschiedener Use Cases werden diese im Rahmen von Business Case-Berechnungen anhand verschiedener Kriterien und Parameter bewertet („Rating“) und miteinander verglichen („Ranking“), um aus einem Pool verschiedener Geschäftsmodelle diejenigen mit dem höchsten Potenzial für den weiteren Transformationsprozess zu ermitteln. Die Parameter zur Bewertung werden individuell für jedes Unternehmen, jede Abteilung, jeden Produktionsschritt etc. festgelegt und können situationsbedingt adaptiert werden. Klassische Parameter sind unter anderem Performance- oder Finanz-Indikatoren.

Prototyping

Nach Bewertung der Use Cases im Rahmen von Business Case-Berechnungen wird eine finale Auswahl getroffen und in Kooperation mit unseren Technologiepartnern im Prototyping-Verfahren erarbeitet. Die Pilotprojekte ermöglichen eine präzisere Kosten-Nutzen-Betrachtung und zeigen bereits im Vorfeld der Implementierung potenzielle Schwachstellen und Optimierungspotenziale auf. Die Durchführung von Pilotprojekten und der Einsatz von Prototypen bietet einen weiteren, entscheidenden Vorteil: eine der zentralen Voraussetzungen für die Einführung einer Industrie 4.0-Lösung ist die Uniformität sämtlicher Daten und Schnittstellen. Während der Testphase wird deutlich, an welchen vor- oder nachgelagerten Stellen noch vor Implementierung Handlungsbedarf hinsichtlich der Harmonisierung besteht und an welchen Stellen im Prozess sich Automatisierungspotenziale realisieren lassen können.

Change Management

Erfolgreiche Veränderungsprozesse erfordern das Verständnis und Mitwirken aller Beteiligten und Betroffenen. Industrie 4.0 ist in dieser Hinsicht ein sensibles Thema – durch die zunehmende Digitalisierung und Automatisierung der Produktion gibt es nicht wenige Arbeitnehmer, die ihre Stellung innerhalb des Unternehmens durch diese Trends in Gefahr sehen. Um Widerständen vorzubeugen und alle Mitarbeiter am Prozess zu beteiligen, müssen Ziele, Strategien und der gesamte Change-Prozess des Unternehmens frühzeitig und klar kommuniziert werden. Im Zuge des Change-Prozesses müssen zudem notwendige Fort- und Weiterbildungen für die Mitarbeiter geplant, konzipiert und veranstaltet werden.

Sicherstellung einer digitalen Prozessdurchgängigkeit

Industrie 4.0 erfordert einheitliche Daten und Schnittstellen. Vor der eigentlichen Implementierung müssen daher Prozess- und IT-seitig die notwendigen Voraussetzungen für die Einführung der neuen Systeme geschaffen werden, um diese nahtlos in die Wertschöpfungskette des Unternehmens zu integrieren. Besonderes Augenmerk bei Industrie 4.0-Lösungen liegt auf der digitalen Prozessdurchgängigkeit. Diese garantiert einen reibungslosen Ablauf des gesamten innerbetrieblichen Wertschöpfungsprozesses, kann jedoch durch eine Vielzahl an Faktoren negativ beeinträchtigt werden. Klassische Fehlerquellen ergeben sich zum beispielsweise durch Datenredundanzen, Schnittstelleninkompatibilität oder Informations-Asymmetrien, die den Prozess durch Schleifenbildung bremsen oder manuelle Eingriffe erforderlich machen. Im Zuge des Prozessdesign zur Integration der neuen Systeme können zudem Automatisierungspotenziale und Synergie-Effekte realisiert werden.

Implementierung

Mit der Implementierung der Systeme wird der Transformationsprozess (des jeweiligen Abschnitts) abgeschlossen. Von entscheidender Bedeutung bei der Einführung der jeweiligen Lösungen ist unter anderem das Projektmanagement, um den Prozess möglichst effizient zu gestalten und auf Abweichungen entsprechend reagieren zu können. Parallel zur Implementierung der physischen bzw. digitalen Systemteile in die bestehende Systemlandschaft können weitere Services und Prozesse zur Unterstützung und Absicherung der Industrie 4.0-Lösung eingeführt werden. Beispielhaft für einen solchen „Begleitservice“ steht die Einführung eines Cyber-Security-Konzepts zur Absicherung des kompletten Prozesses gegen Industriespionage oder ähnliche Risiken. Die Restrukturierung der Wertschöpfungskette im Zuge der Systemintegration, bietet aufgrund der teilweisen Verlagerung der Wertschöpfung auch Potenzial zur steuerlichen Optimierung

Nutzen und Potenziale

Durch die Optimierung von Unternehmensprozessen via Industrie 4.0-Anwendungen schaffen sich Unternehmen vor allem eines: Freiraum. Neue Möglichkeiten bieten sich durch die Anpassung des Produkt- und Dienstleistungsportfolios. Viele Unternehmen haben die Chance erkannt und geben an, dass sie ihr Produkt- und Dienstleistungsportfolio im Zuge der digitalen Transformation stark verändern wollen. Daten spielen in diesem Zusammenhang eine besondere Rolle.

Individualisierte Produkte und Dienstleistungen

Das Wissen über den Kunden erlaubt es nicht nur, individualisierte Produkte, sondern auch individualisierte Dienstleistungen und damit eine Komplettlösung anzubieten. „As a Service“-Angebote halten Einzug in die Industrie. Der Fokus liegt auf den Dienstleistungen, die den Produktlebenszyklus begleiten. Damit entsteht die Möglichkeit, individuell optimierte Produkte für einen bestimmten Verwendungszweck anzubieten und in der Anwendungsphase beim Kunden zu begleiten. Der Anteil digitaler Produkte und Dienstleistungen nimmt zu. Wer die Kundendaten hat, ist klar im Vorteil und kann spezifisch auf Kundenwünsche reagieren. Das stärkere Einbinden von Partnern in den Entwicklungsprozess erlaubt einen Abgleich von Kundendaten und Anwenderwissen mit dem Produkt- und Dienstleistungsportfolio der Partner. Durch eine frühzeitige Integration von Innovation in die eigenen Produkte können Kundenmehrwert- und Lock-in-Effekte erzielt werden. Für Hersteller ohne direkten Kundenkontakt können Produktpartnerschaften den Zugang zum Endkunden ermöglichen. So können sich Unternehmen durch Allianzen aus der Masse hervorheben.

Open Innovation

Eine erweiterte Basis der Zusammenarbeit bietet das Open Innovation-Konzept.

Ausbau der Wertschöpfungskette

Das Entwickeln und Anbieten produktnaher Services und eine daraus resultierende Direktansprache von Kunden bedeutet für viele Unternehmen auch gleichzeitig den Aufbau neuer Geschäftseinheiten und somit den Ausbau der eigenen Wertschöpfung. Die Konzentration auf Kernkompetenzen, neue Fertigungsverfahren, integriertes Produktdesign oder die Verzahnung von internen Geschäftsabläufen kann aber auch zu einer Verkürzung der Wertschöpfungskette führen. Mittel- bis langfristig werden wissensbasierte Systeme die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen durchdringen und neue Formen der Innovationsarbeit ermöglichen – zunächst als digitale Assistenten, später als Schrittmacher. So könnte die Innovationskraft der gesamten Wirtschaft noch einmal gesteigert werden.

Fakt ist jedoch, für Industrie 4.0 gibt es keine Standardlösung, sondern sie kann nur unternehmensspezifisch umgesetzt werden, individuell und auf die strategischen Bedürfnisse zugeschnitten. Tiefgreifende Änderungen, wie sie Industrie 4.0 erfordert, sind immer schwer umzusetzen, aber eben doch unumgänglich. Kaum ein Industrieunternehmen wird sich der Umstellung entziehen können und trotzdem langfristig Erfolg haben.

Aus Wiki-Seite Industrie 4.0 Sicherheit eingefügt

Sicherheit

Unter Industrie 4.0 Sicherheit versteht man den Schutz vor Gefahr und die Vermeidung von (wirtschaftlichen) Schäden bei informationsverarbeitenden- oder informationslagernden Systemen - und dies insbesondere im Umfeld von Industrie 4.0. Industrie 4.0 Sicherheit hat die Aufgabe, die Unternehmen und deren Werte (Know-how, Unternehmensdaten, Personen sowie Kundendaten und Personaldaten usw.) vor Hackern zu schützen. Umso mehr sich der Wandel in Richtung Industrie 4.0 vollzieht, desto dringlicher stellt sich die Frage nach geeigneten Sicherheitskonzepten.

Industrie 4.0 Sicherheit beginnt bei einer sicheren Passwortvergabe, geht über den sorgfältigen Umgang mit vertraulichen Daten bis hin zu einer geeigneten Firewall und Sicherheitsvorkehrungen für die eigenen Systeme. Werden Richtlinien und Sicherheitsstandards nicht beachtet und findet in Folge dessen ein Missbrauch von Daten statt, läuft ein Unternehmen Gefahr, sehr schnell das Vertrauen seiner Kunden zu verlieren.

Mit Industrie 4.0 Sicherheit soll verhindert werden dass

  • Vertraulichkeit verletzt wird,
  • Manipulationen stattfinden,
  • Störungen im betrieblichen Ablauf hervorgerufen werden und
  • Systeme nicht mehr verfügbar sind.

Die zunehmende Vernetzung von Maschinen bringt viele Vorteile für die Arbeitsabläufe mit sich. Im Bereich Sicherheit müssen aber neue Konzepte und Systeme entwickelt werden. Je mehr Maschinen miteinander kommunizieren und autonom arbeiten, desto größer ist der Schaden, der durch Sicherheitslücken angerichtet werden kann.

Diskussions-Forum Sicherheit Industrie 4.0

Mirko Ross ist induux Moderator für "Industrie 4.0 Sicherheit". Diskutiert mit ihm unseren Industrie-Vertretern über die Risiken und Ansätze hinsichtlich Industrie-Sicherheit.

Im Forum Sicherheit Industrie 4.0 diskutieren wir über die Risiken und Ansätze dazu. induux Moderator für dieses Thema ist Mirko Ross, der beruflich Industrie 4.0 Lösungen mit entwickelt. Mirko Ross ist Mitglied der Experten Gruppe für Sicherheit im Internet der Dinge, der Europäischen Agentur für Netzwerk- und Informationssicherheit ENSIA.

Jobs im Bereich Industrie 4.0 Sicherheit

  • Cyber Security Project Manager
  • Consultant Datenschutz
  • Consultant Informationssicherheit

Weiterbildung

Die Weiterbildung in Zeiten von Industrie 4.0 und Digitalisierung erfordert neue Konzepte und besondere Beachtung. Wissenschaftliche Untersuchungen belegen, Weiterbildungen motivieren und tragen maßgeblich zum Firmenerfolg bei.

Doch wie gestaltet man die inhaltliche Ausrichtung der Weiterbildungsaktivitäten in Zeichen der Digitalisierung? Welche Stellschrauben müssen dabei beachtet werden? Wie verbinde ich große Themen wie Industrie 4.0 mit den firmenspezifischen Weiterbildungsmaßnahmen?

Welcher Mitarbeiter wünscht sich keine Förderung in seinem Aufgabengebiet?

Kompetenzentwicklung für KMUs im Bereich Digitalisierung

Basis: 345 Unternehmen davon 41% große U. (> 50 Mio EUR) 59% KMU (< 50 Mio EUR)

Schwerpunkt: Maschinen- und Anlagenbau, Automotive

Ausgangslage deutscher Unternehmen

Der digitale Wandel verändert nicht nur Industrieprozesse und Geschäftsmodelle, sondern stellt auch grundlegend neue Ansprüche an die Menschen in den Unternehmen. Die Kernaussage lautet: Der Erfolg der digitalen Transformation hängt maßgeblich von der Qualifikation der Mitarbeiter ab, den Digitalisierungsprozess aktiv mitzugestalten, sowohl intern als auch bei der Interaktion mit externen Partnern und Kunden. Basierend auf der Studie der deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech, April 2016) sind folgende Befunde von zentraler Bedeutung für die Konzeptentwicklung eines Weiterbildungssystems zur Qualifizierung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU‘s)

Die Kompetenzentwicklung stellt eine zentrale und unabdingbare Funktion für die Ausgestaltung der digitalen Transformation dar. Die Unternehmen sehen die Digitalisierung als Chance Es besteht hoher Entwicklungsbedarf bei der Implementierung von Industrie 4.0, insbesondere bei KMU‘s Der entscheidende Faktor für den Erfolg des digitalen Wandels am Standort Deutschland ist die Qualifizierung der Belegschaften durch maßgeschneiderte Aus und Weiterbildung. KMU‘s haben einen erheblich höheren Nachholbedarf als Großunternehmen und somit den größten Qualifizierungsbedarf.

Inhaltliche Ausrichtung der Weiterbildungsaktivitäten

Es zeigt sich, dass die Themen Datenauswertung und Datenanalyse, bereichsübergreifendes Prozess-Knowhow und –Management sowie interdisziplinäres Denken und Handeln, aber auch Kundenbeziehungsmanagement und Führungskompetenz von zentraler Bedeutung sind. Zudem ist auch die Stärkung von IT-Kompetenzen im Sinne integrierter und interdisziplinär angelegter Fähigkeiten in der Breite entscheidend. Interessant ist jedoch, dass große Unternehmen stärker technologie- und datenorientierte Kompetenzen – wie etwa das Thema künstliche Intelligenz – fokussieren. KMU‘s hingegen betonen insbesondere prozess- und kundenorientierte Kompetenzen wie etwa die Fähigkeit zur Koordination von Arbeitsabläufen sowie infrastruktur- und organisationsbezogene Kompetenzen wie die Dienstleistungsorientierung.

Bezüglich der Qualifizierung von Belegschaften ist es wichtig, die bestehenden Angebote in der Aus- und Weiterbildung im Hinblick auf Industrie 4.0 konzeptionell aufeinander abzustimmen und inhaltlich in Richtung Digitalisierung zu erweitern.

Neue Möglichkeiten für die individualisierte Vermittlung von Lerninhalten und die gezielte Unterstützung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern im Arbeitsprozess eröffnet dabei der verstärkte Einsatz innovativer Lehr-Lern-Lösungen.

Ein zentrales Ziel der Kompetenzentwicklung ist die Vermeidung einer doppelten digitalen Kluft (digital divide) zwischen großen Unternehmen und KMU‘s sowie zwischen hochqualifizierten und niedrigqualifizierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in den Betrieben.

Wichtige Stellschrauben sind dabei vereinheitlichte Rahmenbedingungen und die Ausrichtung der Aus- und Weiterbildung, die Unterstützung der Unternehmen bei der Gestaltung des Wandels sowie die Anpassung der Inhalte, Methoden und Geschäftsmodelle von Bildungsanbietern und -institutionen.

Aus der als Vergleich erwähnten Studie gehen folgende Kompetenzbedarfe kleiner und mittlerer Unternehmen sowie die Bedarfe künftiger Mitarbeitertätigkeiten in diesen Unternehmen hervor.

Kompetenzbedarf der Unternehmen

Datenauswertung und –analyse 60,6%

Prozessmanagement 53,7%

Kundenbeziehungsmanagement 46,5%

Bedarf künftiger Mitarbeiterfähigkeiten

Interdisziplinäres Denken und Handeln 61,1%

Zunehmendes Prozess - Knowhow 56,2%

Führungskompetenz 55,4%

Instrumente des Kompetenzaufbaus

Schwerpunktmäßig sind die klassischen Formen der internen und externen Weiterbildung vertreten.

Unternehmensinterne Weiterbildung 81,8% (GU) - 60,2% (KMU)

Unternehmensexterne Weiterbildung 65,9% (GU) - 43,9% (KMU)

Digitale Aus - und Weiterbildungsangebote werden in sehr viel größerem Maße genutzt. Auch hier zeigt sich, dass die Digitalisierung der Aus- und Weiterbildungsangebote noch weiter ausgedehnt werden kann und muss.

Digitale Aus- und Weiterbildungsangebote - 36,8% (GU) (z.B. Online-Tools) - 18,1% (KMU)

Forderungen für die berufliche Weiterbildung

Entwicklung eines anwendungsübergreifenden Weiterbildungssystems mit Möglichkeiten der vergleichbaren Mitarbeiter- und Firmenzertifizierung (Beispiel: arbeitsprozessbezogene Qualifikation im IT - Weiterbildungssystem oder QM-Systeme)

Integration aller Stakeholder für die Entwicklung und Umsetzung innovativer Aus- und Weiterbildungsangebote.

Unternehmen, Verbände, Fachinstitute (Fraunhofer etc.) müssen direkt mit den Bildungsinstituten zusammenarbeiten, z.B. in öffentlichen Projekten. Besonders in Baden-Württemberg werden privatwirtschaftliche Bildungsinstitute bei öffentlichen Ausschreibungen gegenüber Hochschulen eindeutig benachteiligt. Nutzung der vorhandenen Ressourcen in diesen Netzwerken durch die in den Projekten eingebundenen Unternehmen. Eine von vielen Möglichkeiten einer unternehmensweiten Qualifizierung mit direktem Anwendungsbezug unter Einbeziehung der digitalen Medien können Sie Ihren Unterlagen entnehmen. Alle diese Forderungen dürfen nicht einer staatlichen Regulierung unterliegen, sondern müssen den Bedürfnissen des Marktes entsprechen. Die Freiräume der Unternehmen, individuelle oder auch experimentelle Wege zu gehen, müssen erhalten bleiben.

Welche Ziele verfolgt die TAE?

Entwicklung eines allgemein anwendbaren Bildungsmodells für alle Mitarbeiter eines technisch orientierten KMU

Bildung einer Arbeitsebene bestehend aus verschiedenen Kompetenzträgern:

Führende Unternehmen im Bereich Industrieautomatisierung

Forschungsinstitute (Fraunhofer etc.), die z.B. aus Landesmitteln finanzierte Lernumgebungen betreiben

Technisch orientierte Bildungsanbieter

Zertifizierungsinstitute Angebot eines Industriezertifikats (Unternehmenszertifizierung und Personenzertifizierung)

Vortrag: Industrie 4.0 und die Digitalisierung erfordern neue Weiterbildungskonzepte – „Es gilt das gesprochene Wort“