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Market Foresights
02/2015
Smart Industry
Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungsketten
2
Inhalt
Einführung
Seite 3-5
01
Die Zukunft der
digitalisierten Industrie
Neues Wachstum
Condition Monitoring
und Predictive Maintenance
Smart Factory
und Prosuming
Konvergenz und
Wertschöpfungsökosysteme
Seite 6-14
02
Herausforderungen der
digitalisierten Industrie
Entwicklung von
Geschäftsmodellen
Neue Wettbewerber
Etablierung von Standards
Daten- und
Systemsicherheit
Kompetenzen 4.0 und
Mitarbeiterqualifizierung
Seite 15-20
03
Zukunftsmärkte,
Chancen und neue
Geschäftsmodelle
Flexibilisierung und Agilität
Branchenübergreifende
Kooperationen
Datenbasierte
Geschäftsmodelle
Industrielles
Internet der Dienste
Seite 21-30
Quellen
Seite 31
Einführung
3
2025: Europa als attraktiverer Produktionsstand-
ort – ein gigantischer Industriepark smarter, öko-
logisch nachhaltiger Fabriken? Die Digitalisierung
der Industrie gilt als Hoffnungsträger der west-
lichen Industrienationen. Welche Chancen in
Zukunftsmärkten und welche neuen Geschäfts-
modelle eröffnet die vierte industrielle Revolution
(Industrie 4.0)?
Die fortschreitende Digitalisierung ist eine zen-
trale Voraussetzung dafür, dass die europäische,
aber auch – trotz deutlich besserer Ausgangslage
– deutsche Industrie im internationalen Vergleich
mittel- bis langfristig wettbewerbsfähig bleibt. In
den vergangenen 20 Jahren hat die europäische
Industrie weltweit mehr als zehn Prozent Markt-
anteil eingebüßt, während aufstrebende Länder
ihren Anteil auf 40 Prozent verdoppeln konnten.1
Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs-
ketten könnte diese Entwicklung zumindest auf-
halten oder ihr sogar entgegenwirken. Industrie
4.0-Befürworter sprechen zum Teil bereits von
einer Chance zur Re-Industrialisierung. Die Euro-
päische Kommission will den Anteil der Wert-
schöpfung der Industrie in Europa von heute 15
auf mittelfristig wieder 20 Prozent steigern. Ohne
Investitionen wird dies nicht gelingen. Und auch
nicht ohne die umfassende Integration digitaler
Technologien. Deutsche Industrieunternehmen
planen zum Beispiel, bis 2020 jährlich rund 40
Milliarden Euro in Industrie 4.0-Anwendungen zu
investieren. Vier von fünf Unternehmen wollen
ihre komplette Wertschöpfungskette bis 2020
digitalisieren.2
Deutsche IT-Entscheider werden
dementsprechend in Zukunft über deutlich
höhere Budgets verfügen. Bis zu elf Milliarden
Euro sollen bis 2020 allein in Produkte und
Services aus dem Bereich Informations- und
Kommunikationstechnologie investiert werden.3
Doch was verspricht die Digitalisierung der
Produktion sowie ihrer vor- und nachgelagerten
Prozesse eigentlich? Das industrielle Internet der
Dinge ermöglicht die Kommunikation zwischen
Maschine und Maschine. Ziel ist es, in einem
ersten Schritt die Produktivität, Effizienz und
Sicherheit von Arbeitsabläufen und Prozessen zu
erhöhen. Sogenannte cyber-physische Systeme
ermöglichen die selbstorganisierende Produktion,
indem sie mit Hilfe von Sensordaten Informa-
tions-, Material- und Güterflüsse regeln. Alles ist
jederzeit überall lokalisierbar. Die Kommunikation
Digitalisierung
Big Data
Industrie 4.0
Condition Monitoring
Predictive Analytics
Konvergenz
4
zwischen Produkt und Maschine wird in Zukunft
zudem eine höhere Flexibilität der Produktions-
prozesse ermöglichen. Ändern sich beispielsweise
die Design-Daten der Produkte, passen sich die
Parameter der Anlagen automatisch an. Auf
diesen intelligent vernetzten Umgebungen auf-
bauend können Unternehmen mit Hilfe von Big
Data Analytics, also der Auswertung großer,
selbst unstrukturierter Datenmengen in Echtzeit,
neue, datenbasierte Geschäftsmodelle entwickeln
und ihren Kunden Zusatzdienstleistungen bieten
und einen echten Mehrwert liefern. Beispiele sind
Tourenoptimierungen oder Ferndiagnosesysteme
(Condition und Performance Monitoring) mit indi-
viduell festgelegten Wartungsintervallen. Vielver-
sprechende Einsatzgebiete liegen in der Produk-
tion, dem Transportwesen, der Luftfahrt, der
Meereswirtschaft sowie der Energieerzeugung
und dem Gesundheitswesen.
Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber
zunehmender Konvergenz, das meint sowohl die
Vernetzung unterschiedlicher Akteure und
Prozesse (Netzwerkwirtschaft) als auch die IKT-
Konvergenz zwischen Industrie und beispiels-
weise Logistik- und Energienetzwerken. Neue
Innovationsfelder entstehen. Eine wichtige
Voraussetzung, um die rasant wachsende Menge
an Daten übertragen, analysieren und nutzbar
machen zu können, ist der Auf- und Ausbau der
IT-Infrastrukturen.
Die Digitalisierung wird die industrielle Landschaft
in den nächsten Jahren nachhaltig verändern.
Diese Entwicklung birgt für Unternehmen
Chancen und Risiken gleichermaßen. Doch: 71
Prozent der deutschen Führungskräfte sehen sich
über die Chancen und Risiken im Bereich
Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert. Die
Implementierung entsprechender Technologien
und Konzepte dürfte unter dieser Voraussetzung
nicht zu einer Erschließung des tatsächlichen
Erfolgspotenzials führen.
Unternehmen werden ihre Produktionsstrategien
anpassen müssen, um in einer hochdigitalisier-
ten Industrielandschaft wettbewerbsfähig bleiben
zu können. Ohne die Transformation traditio-
neller Produktions- und Geschäftsmodelle droht
deren Disruption.
Einführung
71 Prozent der deutschen Führungskräfte sehen sich
über die Chancen und Risiken im Bereich Industrie
4.0 nicht ausreichend informiert.4
5
20
514
23
1.279
0
500
1000
1500
2012 2020
in Milliarden US-Dollar weltweit
Ausgaben für Technologien des industriellen Internets
Der vom industriellen Internet erzeugte Wert
Das industrielle Internet der Dinge entwickelt sich zu einer
Wertschöpfungsmaschine.
5
Einführung
6
01
Die Zukunft der
digitalisierten Industrie
7
Welche Trends bestimmen
die Zukunft der digitalisierten Industrie?
Robotisierung FlexibilisierungAutomatisierung
Informatisierung Internet der Dinge Künstliche Intelligenz Big Data Analytics
Virtualisierung
Netzwerkwirtschaft Zunehmende
Wettbewerbsintensität
Zunehmende Komplexität Tertiarisierung
Die Informatisierung wird die Art und Weise, wie
wir in Zukunft leben und arbeiten werden, ent-
scheidend verändern. Fortschritte im Bereich der
Informations- und Kommunikationstechnologie,
der Sensorik, der Mensch-Maschine-Interaktion
und der Virtualisierung lassen die Grenzen zwi-
schen der digitalen und der physischen Welt
immer mehr verschwimmen. Eine steigende Zahl
von Objekten und Geräten wird in Zukunft über
eine eigene IP-Adresse verfügen. Dies hat
weitreichende Folgen für nahezu alle Branchen.
Zunehmend investieren Unternehmen in Zu-
kunftstechnologien, um Prozesse und Wert-
schöpfungsketten mit dem Ziel der Effizienz-
steigerung und Kostenreduzierung zu digitalisie-
ren und zu automatisieren sowie innovative Ge-
schäftsmodelle zu entwickeln, die es ermögli-
chen, in einem immer intensiveren Wettbewerbs-
umfeld die Attraktivität des eigenen Unterneh-
mens zu steigern und Kunden zu binden oder zu
gewinnen.
Die Welt wird intelligent, also 'smart'. Ob 'Smart
Home', Smart Health', 'Smart Buildings', 'Smart
Energy', 'Smart Mobility' oder 'Smart Logistics' –
die digitale Revolution ist in vollem Gange, Märk-
Die Zukunft der digitalisierten Industrie
8
9Die Zukunft der digitalisierten Industrie
te tiefgreifend zu verändern. Dies betrifft auch
die Industrie im engeren Sinne, also jenen Teil
der Wirtschaft, der für die Produktion und Wei-
terverarbeitung von materiellen Gütern oder
Waren in Fabriken und Anlagen verantwortlich
ist. Auch die Industrie wird smart: 'Smart
Industry'.
Das industrielle Internet der Dinge könnte bis
2030 mit 14,2 Billionen US-Dollar zur globalen
Wirtschaftsleistung beitragen, entsprechende
Investitionsanstrengungen von Seiten der Politik
und der Industrie vorausgesetzt. In Deutschland
liegt das Potenzial der kumulativen BIP-Steige-
rung bis 2030 bei immerhin 700 Milliarden US-
Dollar. Das deutsche Bruttoinlandsprodukt würde
demnach im Jahr 2030 rund 1,7 Prozent größer
sein, als gängige Trendprojektionen voraussa-
gen.6
Das industrielle Internet der Dinge ver-
spricht also vor allem eines: neues Wachstum.
Dabei geht das Potenzial der Digitalisierung
industrieller Wertschöpfungsketten weit über
bloße Effizienzsteigerungen und Kosteneinspa-
rungen hinaus. Profitieren werden nicht nur die-
jenigen Unternehmen, denen es gelingt mithilfe
innovativer Geschäftsmodelle neue Ertragsströme
zu generieren, sondern auch Anbieter von Pro-
dukten und Dienstleistungen rund um das indu-
strielle Internet der Dinge (Industrial Internet of
Things: IIoT). So wird beispielsweise für die
autonome Steuerung von Produktionsprozessen
in Zukunft mehr Sensorik in Komponenten benö-
tigt werden. Bis 2020 wird der weltweite Markt
für industrielle drahtlose Sensornetzwerke um 13
Prozent pro Jahr auf insgesamt 945 Millionen US-
Dollar wachsen.7
Vier von fünf deutschen IT-
Unternehmen sehen in der Industrie 4.0 ein
wichtiges Geschäftsfeld.8
Nach der jährlichen
Trendumfrage des Digitalverbands BITKOM unter
IT-Managern ist das Thema Industrie 4.0 der
Aufsteiger des Jahres 2015. Mit 42 Prozent der
Nennungen als wichtigstes Hightech-Thema liegt
es inzwischen nach Cloud Computing, IT-Sicher-
heit und Big Data auf Platz 4 (Vorjahr: Platz 10
mit 22 Prozent).9
In letzter Konsequenz sind
diese IT-Felder vom Zukunftsmarkt 'industrielles
Internet der Dinge' nicht wirklich scharf abgrenz-
bar. Ohne cloudbasierte Lösungen, Big Data
Analytics und den Schutz der gewonnenen Daten
können IIoT-Anwendungen weder ihr volles
Potenzial entfalten, noch sicher sein.IB P
Das industrielle Internet der Dinge wird erheblich zur
Steigerung der Wirtschaftsleistung beitragen.
10
Der weltweite Markt für Predictive Maintenance wird sich zwischen
2014 und 2019 auf 14,8 Milliarden US-Dollar versiebenfachen.10
Die Zukunft der digitalisierten Industrie
Die Zahl der mit dem Internet der Dinge ver-
netzten Objekte wird sich bis zum Jahr 2020 auf
rund 25 Milliarden mehr als verfünffachen.11
Vernetzte, mit Sensoren ausgerüstete Maschinen
und Anlagen ermöglichen nicht nur die perma-
nente Überwachung ihrer Auslastung und ihres
Zustandes (Performance und Condition Monito-
ring), sondern auch eine bessere, da voraus-
schauende Wartung (Predictive Maintenance).
Durch die Echtzeit-Auswertung von Informatio-
nen und ihren Abgleich mit historischen Daten
können durch Mustererkennung ermüdende
Bauteile oder mögliche Fehlfunktionen präventiv
erkannt und kostenintensive Stillstände vermie-
den werden. Unternehmen wie SAP, Oracle oder
IBM sowie u.a. Bosch und Siemens bieten ent-
sprechende Analyse-Tools an. Überwacht werden
nicht nur Fabriken, sondern auch beispielsweise
Windkraftanlagen, Pipelines oder Züge. Repara-
turen, der Austausch von Komponenten oder ein
Abschalten der Anlagen können vorgenommen
werden, bevor ein Schaden überhaupt erst ent-
steht. Die 3D-Simulation von Maschinen und Pro-
zessen ermöglicht zudem die Visualisierung von
Problemstellen. Augmented Reality-Anwendun-
gen, zum Beispiel Datenbrillen ('Smart Glasses'),
befähigen die Angestellten vor Ort zur Selbsthil-
fe. Bereits heute werden Datenbrillen zur Steige-
rung der Effizienz und Sicherheit in Lager- und
Logistikprozessen eingesetzt. Wichtige Informa-
tionen werden in das Sichtfeld des Lageristen
eingeblendet. Eine entsprechende Wearable-
Lösung wird u.a. gerade von DHL in Zusammen-
arbeit mit RICOH getestet. In Zukunft wäre auch
die Zuschaltung von Experten per Video-Chat
denkbar, die bei der Wartung oder Reparatur von
Maschinen unterstützen. 2013 hat Würth
Industry Service ein optisches Bestellsysteme für
die Materialwirtschaft vorgestellt, bei dem eine in
den Behälter integrierte Kamera den jeweiligen
Füllstand registriert. So ist eine verbrauchsge-
steuerte Lieferung von Kleinteilen für den Pro-
duktionsbedarf just-in-time möglich.
Das zunehmende Interesse der Industrie an
Predictive-Maintenance-Systemen ist Ausdruck
des Wunsches, die Produktion oder den Betrieb
von Anlagen durch Automation effizienter zu
machen und die Kosten weiter zu senken, um
wettbewerbsfähig zu bleiben. Mittelfristig ist
davon auszugehen, dass der Betriebs- und Ver-
11Die Zukunft der digitalisierten Industrie
Die smarte Fabrik steuert die Produktion selbst,
überwacht Maschinen und Anlagen und macht eine
Fertigung bis hin zur Losgröße 1 wirtschaftlich rentabel.
12
Vorteile von Predictive Maintenance:
1. Beseitigung unnötiger Wartungsaufgaben
2. Senkung der Komponentenbeschaffungskosten
3. Reduzierung der Ausfallzeiten
4. Verlängerung der Anlagenlebenszyklen
12
Die Zukunft der digitalisierten Industrie
13
schleißzustand von Fertigungseinrichtungen
durch autonome Systeme umfassend und konti-
nuierlich überwacht, dokumentiert und optimiert
wird. Marktreife Produkte werden hier von Ex-
perten ab 2017 erwartet.13
In Zukunft wird aller-
dings nicht nur die Wartung mithilfe von Algorith-
men automatisiert, sondern ganze Maschinen-
parks und Fertigungsanlagen überwachen und
steuern sich selbst.14
So sind in Siemens' 'Digita-
ler Fabrik' im bayerischen Amberg, in der die
Fertigung hochautomatisiert erfolgt, gerade ein-
mal zwölf von einer Million Arbeitsschritte fehler-
behaftet. Würde die Arbeit von gut ausgebildeten
Menschen erledigt, läge die Quote mindestens
40-mal so hoch.15
An Bedeutung gewinnen zu-
nehmend auch mobile Lösungen. Die 'TruTops
Fab App' von Trumpf bietet zum Beispiel u.a.
Einblick in den Status von Produktionsaufträgen
und aktuellen Maschinenzuständen über mobile
Endgeräte.
Die Integration der vorausschauenden daten-
basierten Analyse allgemein (Predictive Analytics)
in bestehende Business-Intelligence-Systeme
ermöglicht es zudem, automatisch und flexibel
auf die Nachfragesituation am Markt oder sogar
Die Zukunft der digitalisierten Industrie
einzelne Kundenbedarfe zu reagieren. Die smarte
Fabrik von morgen könnte eine Fertigung bis hin
zur Losgröße 1 wirtschaftlich rentabel machen.
Die Flexibilisierung der Produktion wird in zuneh-
mend kundendominierten Märkten immer ent-
scheidender für den unternehmerischen Erfolg.
Kundenwünsche, sowohl B2B als auch B2C, kön-
nen schneller und individueller adressiert werden.
Der Produktionsprozess wird transparenter und
Kunden verstärkt vorwärts und rückwärts in den
Wertschöpfungsprozess integriert. Mass Customi-
zation und Prosuming (= der Konsument ist
zugleich auch Produzent) sind Trends, die auf
diese Entwicklung einzahlen. Neue Produktions-
verfahren werden es ermöglichen, dass Kunden
zunehmend in den Design-Prozess einbezogen
werden und die Fertigung individueller Produkte
quasi von zuhause aus per Knopfdruck anstoßen.
Die Verzahnung von 3D-Druck, Design-Daten aus
der Cloud und E-Commerce-Plattformen der
nächsten Generation könnte ganze Branchen
verändern. Im Prinzip kann jeder zum Produzen-
ten ('Maker') werden.16
Entsprechende Prosumer-
Modelle dürften auch Einfluss auf Forschung und
Entwicklung haben und zum Ausbau heutiger
Open-Source-Ansätze führen. Marktverändernd
wirken dabei weniger die Innovationen selbst, als
die Wege ihrer Entstehung.
Weitere Fortschritte im Bereich der IK-Techno-
logie werden die vollständige Vernetzung inner-
halb von und zwischen Wertschöpfungsketten
ermöglichen. Ganze Wertschöpfungsökosysteme
entstehen. Gleichzeitig sind klar umrissene
Branchengrenzen zunehmend in Auflösung
begriffen. Die 'smarte' Konvergenz ruft einerseits
bislang branchenfremde Player als neue Wett-
bewerber auf den Plan, birgt andererseits aber
auch die Chance, mit einem deutlich höheren
Maß an Agilität den Herausforderungen zuneh-
mend volatiler Märkte begegnen und Produk-
tionszyklen wesentlich dynamischer an schwan-
kende Auftragslagen anpassen zu können. Dies
wird auch zu einer Flexibilisierung des Personal-
einsatzes führen: Arbeitszeiten orientieren sich
zunehmend am Work-On-Demand-Prinzip.17
Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs-
ketten wird smartere Produkte und Dienst-
leistungen hervorbringen. An die Stelle einzelner
Produktinnovationen treten Innovationsfelder.
14Die Zukunft der digitalisierten Industrie
Die Verzahnung von neuen Fertigungstechnologien,
Design-Daten aus der Cloud und E-Commerce-
Plattformen wird ganze Branchen verändern.
15
02
Herausforderungen der
digitalisierten Industrie
16
Insbesondere bei den kleinen und mittleren
Unternehmen der Industriebranche in Deutsch-
land ist der Begriff Industrie 4.0 noch nicht all-
gemein bekannt. Mehr als die Hälfte der Befrag-
ten steht dem Thema zudem eher negativ
gegenüber.18
Über alle Unternehmensklassen
hinweg haben rund 60 Prozent der Befragten
noch nie von Industrie 4.0 gehört oder planen
bislang keine Aktivitäten in diesem Bereich.19
40
Prozent der deutschen mittelständischen Fer-
tigungsindustrie lehnen Cloud Computing, einen
wichtigen Weichensteller für die vierte industri-
elle Revolution, ab.20
Damit das Zukunftsprojekt
'Industrie 4.0' des Bundesministeriums für Bil-
dung und Forschung21
zu einem Erfolg wird und
den Standort Deutschland wettbewerbsfähig in
die nächste Ära der Produktion führt, tut also
Aufklärung not.
Unsicherheit herrscht allgemein im Hinblick auf
die Chancen und Potenziale, die der Zukunfts-
markt konkret birgt. Nach einer weltweiten Um-
frage unter Vorständen und Geschäftsführern
haben gerade einmal sieben Prozent der Unter-
nehmen eine umfassende Strategie zum industri-
ellen Internet der Dinge aufgesetzt. Von denje-
nigen, die bereits IIoT-Initiativen verfolgen,
sagen 88 Prozent, dass sie die zugrundeliegen-
den Geschäftsmodelle und langfristigen Implika-
tionen noch nicht vollständig verstanden haben.22
Beides aber, die Implementierung einer soliden
Strategie sowie die Entwicklung innovativer und
tragfähiger Geschäftsmodelle sind unabdingbar,
um den Zukunftsmarkt erfolgreich erschließen zu
können. Allein auf zum Beispiel eine höhere Pro-
duktivität zu setzen, verschließt die Augen vor
der Gefahr disruptiver Innovationsprozesse durch
branchenfremde Unternehmen oder Start-ups,
für die durch die Digitalisierung die Markteintritts-
barrieren gesenkt werden23
und denen es gelingt,
mit hybriden Geschäftsmodellen, also Rundum-
Sorglos-Paketen aus Produkt und Dienstleistun-
gen, Kunden einen echten Mehrwert zu bieten.
Konkurrenz droht der deutschen Industrie aber
auch aus anderen Ländern. Steigende Lohn-
kosten setzen China, das sich in den 90er und
2000er Jahren zur 'Fabrik der Welt' entwickelt
hat, zunehmend unter Druck, seine Anstrengun-
gen im Bereich der industriellen Automatisierung
weiter zu verstärken, um seine Produktivität zu
erhöhen. Die Volksrepublik bringt aktuell ihre
Herausforderungen der digitalisierten Industrie
Früh am Markt zu sein, reicht nicht aus. Viele Unter-
nehmen haben noch keine umfassende Industrie 4.0-
Strategie oder tragfähigen Geschäftsmodelle entwickelt.
17
"Die Fragmentierung des europäischen Wirtschaftsraums durch
unterschiedliche Regeln für Daten- und Verbraucherschutz verhindert,
dass europäische Unternehmen ähnlich erfolgreich werden wie ihre
Wettbewerber aus den USA oder China." 24
Volkmar Denner
(Vorsitzender der Bosch-Geschäftsführung)
Herausforderungen der digitalisierten Industrie
Strategie 'Made in China 2025" auf den Weg, um
eine grundlegende Infrastruktur für das Internet
der Dinge aufzubauen und die intelligente Ferti-
gung zu fördern. Weitaus größere Konkurrenz
droht aber aus den USA. Dort haben die Unter-
nehmen IBM, Cisco, Intel, AT&T und General
Electric das Industrial Internet Consortium (IIC)25
gegründet, um die Einführung von Anwendungen
für das industrielle Internet der Dinge voranzu-
treiben und die Attraktivität der USA als Produk-
tionsstandort zu erhöhen.
Auch die Definition von Standards dürfte eine
große Rolle spielen. Die interdisziplinäre Zusam-
menarbeit von Unternehmen, Forschungsinsti-
tuten und öffentlichen Einrichtungen hat in die-
sem Zusammenhang eine hohe Priorität. Unter-
nehmen zögern u.a. auch deshalb noch, die nicht
unerheblichen Investitionen in Smart-Industry-
Anwendungen zu tätigen, weil noch keine ver-
lässlichen Schnittstellen-Standards zwischen der
physischen und der digitalen Welt existieren.
Gerade diese sind aber eine wichtige Voraus-
setzung für den sicheren und effizienten Daten-
austausch innerhalb der künftigen Wertschöp-
fungsökosysteme. Eine Gefahr liegt darin, dass
Anbieter strategisch bewusst auf proprietäre
Angebote setzen, um die Abwanderung ihrer
Kunden zu erschweren.26
Eine große Herausforderung stellt auch die Da-
ten- und Systemsicherheit von Smart-Industry-
Anwendungen dar. Zunehmend intelligent ver-
netzte Wertschöpfungsökosysteme bieten nicht
nur neue Angriffspunkte auf die Sicherheit so-
wohl sensibler unternehmensinterner Daten als
auch Zulieferer- und Kundendaten, sondern er-
höhen auch die Gefahr von Cyberangriffen, die
es sich zum Ziel gesetzt haben, komplette Pro-
duktionsanlagen, Logistikketten, Energienetze
etc. lahmzulegen. Erfolgreiche Cyberangriffe und
der Verlust von Daten würden einen erheblichen
Image- und Vertrauensschaden bei Kunden,
Zulieferern und Investoren bedeuten. Die Erwei-
terung bestehender Sicherheitsanwendungen um
neue technische Schutzwälle birgt allerdings die
Gefahr des Öffnens von Hintertüren. Die Ent-
wicklung entsprechender Systeme durch die
deutsche Industrie in Zusammenarbeit mit dem
Bundesamt für Sicherheit in der Informations-
technik (BSI) könnte dem vorbeugen.27
18Herausforderungen der digitalisierten Industrie
Die Industrie 4.0 birgt Risiken für die Daten- und
Systemsicherheit: Industriespionage, Störungen von
Produktionsabläufen sowie Image- und Vertrauens-
verluste bei Kunden und Partnern.
19Herausforderungen der digitalisierten Industrie
Kompetenzen 4.0
 Selbstlernkompetenz
 IT- und Medienkompetenz
 Verantwortungskompetenz
 Interdisziplinäre Kompetenz
Vor Herausforderungen stehen Unternehmen
auch in den Bereichen Human Resource Manage-
ment und Mitarbeiterqualifizierung. Insbesondere
im Bereich niedrig qualifzierter Arbeit dürften
Digitalisierung und Automatisierung in Zukunft
weiter dazu beitragen, Personal zu reduzieren.
Gleichzeitig können Human-Machine-Interfaces
der nächsten Generation gerade niedrig qualifi-
zierte Arbeitskräfte wirksam bei tendenziell
anspruchsvolleren Aufgaben unterstützen. Mit
Hilfe von Augmented-Reality-Datenbrillen etwa
wird in der Fabrik der Zukunft der Umgang mit
komplexen Systemen oder Abläufen wesentlich
vereinfacht werden, indem virtuelle Abbilder von
Maschinen, Prozessschritten, Bedienungsanlei-
tungen und Checklisten einfach über die reale
Umgebung geblendet werden.28
Entsprechende
Lösungen dürften auch zu Einsparungen bei
höher qualifiziertem Personal führen. Vor allem
Angestellte mit mittlerem Qualifikationsniveau
werden ihre Internet-, Computer- und IT-Kennt-
nisse kontinuierlich erweitern und vertiefen
müssen. So lernen sie einerseits die Systeme zu
beherrschen, die morgen im Zuge der weiteren
Automatisierung der Wissensarbeit ihre Aufgaben
übernehmen werden. Andererseits erwerben sie
Kompetenzen, mit denen sie sich von durch Zu-
kunftstechnologien zu anspruchsvolleren Tätig-
keiten befähigten niedriger Qualifizierten diffe-
renzieren können.29
Ein in Hinblick auf die digitale
Transformation zielorientierter Personaleinsatz
sowie die entsprechende Personalentwicklung
stellen in den nächsten Jahren eine wichtige Auf-
gabe für das Personalmanagement dar. Tenden-
ziell zeichnet sich in der industriellen Produktion
eine Entwicklung zu komplexeren Qualitätsan-
forderungen sowie sekundärer Facharbeit im
Sinne 'technischer Dienste' ab.30
Die Einführung
von Industrie 4.0 erfordert von Mitarbeitern vor
allem die Bereitschaft zum lebenslangen Lernen,
ein stärkeres interdisziplinäres Denken und Han-
deln sowie eine höhere IT- und (Prozess-)Verant-
wortungskompetenz.31/32
Zusätzlich wird die Flexi-
bilisierung von Produktionsprozessen Angestell-
ten auch eine höhere Flexibilität hinsichtlich ihrer
Tätigkeitsfelder und ihrer Arbeitszeiten abverlan-
gen. Die Konsequenzen der Umstellung auf die
'Industrie 4.0' für Unternehmenskultur, Hierar-
chien und Entscheidungsprozesse werden von
den meisten Unternehmen noch unterschätzt.33
20Herausforderungen der digitalisierten Industrie
HR
Die Einführung von Industrie 4.0 wird das Personal-
management vor erhebliche Herausforderungen stellen.
21
03
Zukunftsmärkte, Chancen
und neue Geschäftsmodelle
22
Die Produktion der Zukunft ist durch ein hohes
Maß an Individualisierung und Flexibilisierung
gekennzeichnet. Der Einsatz intelligenter Maschi-
nen in Kombination mit Cloud-Technologien und
neuen Herstellungsverfahren wie dem 3D-Druck
ermöglicht die wirtschaftliche Fertigung von
Kleinstmengen und individualisierten Produkten.
Sogenannte 'Social Machines', die mit Zulieferer-
und Kundensystemen vernetzt sind, können
eigenständig und situationsbedingt auf Abwei-
chungen reagieren und den Produktionsprozess
entsprechend anpassen.34
Nicht mehr nur Maschinen, ganze Produktions-
stätten werden in Zukunft miteinander vernetzt
sein: eine Art modulares Smart-Factory-Network.
Das heißt, die Produktionskapazitäten müssen
noch nicht einmal notwendigerweise von einem
Unternehmen im möglichen Maximum vorgehal-
ten werden. In Zukunft können intelligente Ma-
schinen auf die Profildaten und den Status Millio-
nen anderer Maschinen in der ganzen Welt zu-
greifen und diese autonom in den Produktions-
prozess einbinden. Industrieunternehmen wer-
den über entsprechende Plattformen ihre Maschi-
nen, Anlagen, Kapazitäten und Ressourcen auto-
matisiert bei Nichtauslastung anbieten. Das
Matching wird von intelligenten Algorithmen
übernommen.
Denkansatz:
Wofür nutzen Menschen heute das Internet?
Welcher Nutzen ist auf Maschinen übertragbar,
wenn diese autonom miteinander kommunizieren
und Entscheidungen treffen?
Auch wenn im Prozess der Digitalisierung der
Industrie noch einige Hürden zu nehmen sind,
am Ende werden daraus anpassungsfähigere
Unternehmen hervorgehen. In agile Wertschöp-
fungsökosysteme integriert, werden diese deut-
lich besser für die zunehmend volatilen Märkte
der Zukunft gerüstet sein als ihre Wettbewerber.
In diesem Zusammenhang gewinnen nicht nur
die vertikale und die horizontale Integration an
Bedeutung, sondern vor allem auch branchen-
übergreifende Kooperationen, die eine entschei-
dende Basis für die Entwicklung innovativer Ge-
schäftsmodelle sind. Den Dreh- und Angelpunkt
Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle
Unternehmen, die in agile Wertschöpfungsökosysteme
integriert sind, werden deutlich besser für die
zunehmend volatilen Märkte der Zukunft gerüstet sein.
Prosuming
23Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle
Intelligente Sensorik
Neue
Plattformanbieter
Datenbanken für
Maschinendaten
Interaktive Wertschöpfung
Smart Services
Industrie 4.0: Neue Geschäftsmodelle
Neue Finanzierungsmodelle
24
bilden dabei immer die gewonnenen Daten sowie
ihre Interpretation und weitere Nutzbarmachung.
Datenbasierte Geschäftsmodelle ermöglichen
völlig neue Ansätze. Wenn beispielsweise (Ab-)
Nutzung messbar wird, dann kann bei den Ge-
schäftsmodellen die Nutzung von Komponenten,
Maschinen und Anlagen stärker in den Vorder-
grund rücken als das Besitzen. So umfasst der
Service 'Total Care' von Roll Royce die Bereit-
stellung eines Triebwerkes inklusive Überwa-
chung, Wartung und Reparatur. Der Flugzeug-
betreiber bezahlt pro Flugstunde, in der das
Triebwerk im Einsatz ist. Die 'Hardware' bleibt im
Besitz von Rolls Royce.
Neben neuen Finanzierungs- oder auch Versiche-
rungsmodellen, spielen hybride Lösungspakete
aus Produkt und Dienstleistung eine immer wich-
tigere Rolle. Im Mittelpunkt steht dabei der Kun-
dennutzen. Branchenübergreifende Kooperatio-
nen und Geschäftsmodelle ermöglichen es, ge-
nau diesen zu adressieren, indem Produkte in ein
umfassendes Service-Portfolio eingebettet wer-
den, das den Kunden bedarfsorientiert und in
Echtzeit unterschiedliche Mehrwerte bietet. Für
kleine und mittlere Unternehmen bedeutet die
Sicherstellung des versprochenen Nutzens aber
auch eine höhere Verantwortung. Kooperationen
zwischen KMUs und großen Unternehmen bei der
Entwicklung innovativer Dienste und Produkte
dürften für beide Seiten von Vorteil sein.35
Datenbasierte hybride Geschäftsmodelle erwei-
tern klassische Produkte um smarte Services. Das
industrielle Internet der Dinge ist immer auch als
industrielles Internet der Dienste zu denken. Die
Zahl der Anwendungsgebiete – und damit auch
die Zahl möglicher Geschäftsmodelle – wächst
mit der Datenmenge. Big Data Analytics ist die
Basis: Auf Serviceplattformen zum Beispiel, die
verschiedenste Produktanbieter und Dienstleis-
tungsunternehmen miteinander vernetzen, kön-
nen diese Daten dann zu intelligenten Dienstleis-
tungen veredelt werden.36
Entsprechende Smart Services dürften in Zu-
kunft verstärkt auch von Privatanwendern und
Konsumenten nachgefragt werden. Smart
Mobility und Smart Home sind hier wichtige
Innovationsfelder. Der Carsharing-Nutzer möchte
über seine digitale Datenbrille zum nächsten
freien Fahrzeug geleitet werden und per Finger-
Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle
Branchenübergreifende Geschäftsmodelle und hybride
Lösungspakete erlauben es, Kunden nutzenorientiert
zu adressieren und Mehrwerte zu liefern.
25
1.
Drei Handlungsfelder für den Erfolg in der Smart Industry
37
Mitarbeiter für die digitale
Arbeitswelt 4.0 befähigen
Neue, hybride
Geschäftsmodelle entwickeln
Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle
3.
2.
Big Data nutzen und den Wert
von Daten profitabel machen
26
abdruck bezahlen. Der Energiekunde möchte im-
mer den günstigsten Strom beziehen und seinen
Verbrauch in Echtzeit auf seinem Smartphone
einsehen können. Die Hausfrau möchte, dass ihr
Kühlschrank erkennt, welche Produkte entnom-
men wurden oder bald aufgebraucht sind, und
diese dann automatisch nachbestellt.
Quantifizierung ist ein Megatrend. Die dahinter
stehenden Ziele sind Transparenz, Optimierung
und vielleicht sogar Perfektion. Auch im privaten
erfreut sich das 'Condition Monitoring' in Form
von Fitnesstrackern, Schlafanalyse-Tools, medizi-
nischen Apps oder WLAN-fähigen Waagen immer
größerer Beliebtheit. Dabei ist die Quantified Self-
Bewegung nur Teil eines größeren Ganzen, ei-
nem Quantified Everything, das nicht nur ganze
Wertschöpfungsketten transformiert, sondern
auch das Verhältnis von Unternehmen und Kun-
den neu definiert: Die Kundenbeziehung wird
intensiver, teilweise intimer. Nicht zuletzt im
privaten Bereich eröffnen sich der Industrie 4.0
zahlreiche Chancen, zum Beispiel durch das
Monitoring von Haushaltsgeräten, Photovoltaik-
anlagen oder Fahrzeugen sowie das Angebot at-
traktiver zusätzlicher Dienstleistungen.
Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle
27
Chancen im Zukunftsmarkt 'Smart Industry'
Das Denken in Wertschöpfungsökosystemen,
ermöglicht es Unternehmen, die Erwartungen
Ihrer Kunden besser und umfassender als Ihre
Wettbewerber zu erfüllen.
Maschinen und Anlagen können effizienter ausge-
lastet werden. Unternehmen profitieren von
Kosteneinsparungen, einer höheren Produktivität
und größerem Erfolg im globalen Wettbewerb.
Hochflexible Produktionsprozesse ermöglichen
eine starke Individualisierung der Produkte bis
hin zur Losgröße 1.
Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs-
ketten bildet die Basis für die Entwicklung
innovativer datenbasierter Geschäftsmodelle.
Durch die Bündelung von Produkten und
Dienstleistungen zu hybriden Lösungspaketen
können Unternehmen ihren Kunden einen echten
Mehrwert liefern.
Nutzenorientierte Service-Lösungen entlang des
gesamten Lebenszyklus von Produkten, Maschinen
und Anlagen befähigen Unternehmen, ihre
Kunden langfristig zu binden.
Auf Plattformen basierende Geschäftsmodelle
ermöglichen es, die Leistungen anderer Anbieter
zu vernetzen, zu orchestrieren und hochflexible,
modular aufgebaute Lösungen anzubieten.
Die vierte industrielle Revolution eröffnet kreativen
Unternehmern und innovativen Start-ups
zahlreiche Chancen.
Der Bereich Daten- und Systemsicherheit in der
Industrie 4.0 entwickelt sich zu einem attraktiven
Zukunftsmarkt.
Industrie 4.0 unterstützt Mitarbeiter intuitiv mit
neuer Hard- und Software und bietet ihnen die
Chance, ihre Kompetenzen und ihren Verant-
wortungsbereich zu erweitern.
Sind Sie ausreichend auf die
vierte industrielle Revolution vorbereitet?
28
 Welche Chancen eröffnet Ihrem Unternehmen
der Zukunftsmarkt 'Industrie 4.0'?
 Welche Geschäftspotenziale ergeben sich für
Ihr Unternehmen durch den Einsatz von Big
Data Analytics und Cloud-Technologien?
 Mit welchen Serviceangeboten können Sie Ihr
Produktportfolio veredeln oder sogar völlig
neue Geschäftsfelder erschließen?
 Welche innovativen Unternehmen und Start-
ups treten in Konkurrenz zu Ihrem Unterneh-
men. Welche eignen sich für Kooperationen?
 Gelingt es Ihnen vor dem Hintergrund des
sich verschärfenden Fachkräftemangels,
qualifiziertes Personal mit kombiniertem IT-
und Fertigungswissen zu rekrutieren?
 Sind Sie ausreichend gegen Cyber-Risiken
abgesichert?
 Haben Sie eine umfassende Industrie 4.0-
Strategie entwickelt?
29
Machen Sie Ihre Vision und
Strategie zukunftsrobuster!
30
Inhouse-Workshop
Smart Industry
Impulsvortrag:
Ein Impulsvortrag zum Thema "Smart Industry" inspiriert Ihr
Zukunftsteam.
Umfeld-Entwicklungen:
Wir analysieren gemeinsam, welche konkreten Auswirkungen die
Marktentwicklungen auf Ihr aktuelles Geschäft haben.
Ihre strategischen Handlungsoptionen:
Wir entwickeln gemeinsam vorteilhafte Handlungsmöglichkeiten
für Ihr Geschäft.
Nächste Schritte:
Konkrete Schritte zur Umsetzung und weiteren Verwendung der
erarbeiteten Ergebnisse bieten Orientierung und motivieren.
Abschluss:
Wir lassen den Tag im angenehmen Miteinander ausklingen.
Kontakt
Quellen
31
1
Roland Berger Strategy Consultants (2014).
Industry 4.0. The new industrial revolution. How
Europe will succeed (Link)
2/23
Strategy& (2014): Industrie 4.0. Chancen und
Herausforderungen der vierten industriellen
Revolution (Link)
3/19
Experton Group (2014): Industrie 4.0 in
Deutschland – 10,9 Mrd. EUR ICT Potenziale bis
2020 (Link)
4
CSC (2015): CSC-Studie "Industrie 4.0".
Ländervergleich DACH. Ergebnisse (Link)
5
Floyer, David (2013): Defining and Sizing the
Industrial Internet, Link, Veröffentlichungs-
datum: 27.06.2013, Abrufdatum: 23.10.2014
6/22/37
Accenture (2015): Winning with the
Industrial Internet of Things. How to accelerate
the journey to productivity and growth (Link)
7
Markets and Markets (2014): Industrial
Wireless Sensor Networks Market worth $944.92
Million by 2020, Link, Veröffentlichungsdatum:
01.12.2014, Abrufdatum: 01.12.2014
8
Dörfler, Michael (2013): Zukunftsmarkt digitale
Fabrik, Link, Veröffentlichungsdatum:
04.04.2013, Abrufdatum: 10.04.2013
9
BITKOM (2015): Industrie 4.0 erstmals unter
den Top-Themen des Jahres, Link,
Veröffentlichungsdatum: 22.01.2015,
Abrufdatum: 26.01.2015
10
ABI research (2014): Maintenance Analytics to
Generate $24.7 Billion in 2019, Driven by
Predictive Maintenance and Internet of Things,
Link, Veröffentlichungsdatum: 28.03.2014,
Abrufdatum: 27.01.2015
11
Gartner (2015): Gartner Says By 2020, a
Quarter Billion Connected Vehicles Will Enable
New In-Vehicle Services and Automated Driving
Capabilities, Link, Veröffentlichungsdatum:
26.01.2015, Abrufdatum: 26.01.2015
12
Roland Berger Strategy Consultants (2014):
Predictive Maintenance. Is the timing right for
predictive maintenance in the manufacturing
sector? (Link)
13
Prognos AG (2012): Technologiereport 2012.
Bericht zur Befragungsrunde 2011/2012 des
Expertenpanels, Basel et al.
14
Jung, Alexander (2014): 'Ein mächtiges
Werkzeug', in: Der Spiegel 29/2014
15
Bauer, Stephan (2014): Industrie 4.0: Wer von
der Digitalisierung am meisten profitiert, Link,
Veröffentlichungsdatum: 06.08.2014,
Abrufdatum: 27.01.2015
16
Anderson, Chris (2013): Makers. Das Internet
der Dinge: die nächste industrielle Revolution,
München
17
Hämmerle, Moritz (2012): Industrie 4.0:
Flexibilität hoch 3, Link, Veröffentlichungsdatum:
23.07.2012, Abrufdatum: 29.01.2015
18
FLYACTS GmbH (2014): Industrie 4.0:
Grundlagenwissen, Experteninterviews und
Pioniere, Jena (Link)
20
Freudenberg IT (2014): IT Innovation
Readiness Index 2014, Teil 2, Link,
Veröffentlichungsdatum: 13.08.2014,
Abrufdatum: 29.01.2015
Quellen
32
21
Bundesministerium für Bildung und Forschung
(2014): Zukunftsprojekt Industrie 4.0, Link,
Veröffentlichungsdatum: 18.08.2014,
Abrufdatum: 29.01.2015
24
Tauber, Andre (2015): Bosch braucht
simsende Backofen zum Überleben, Link,
Veröffentlichungsdatum: 30.01.2015,
Abrufdatum: 30.01.2015
25
Industrial Internet Consortium - ICC (2015):
Website der Initiative, Link,
Veröffentlichungsdatum: 2015, Abrufdatum:
30.01.2015
26
Deutsche Bank Research (2014): Industrie 4.0.
Upgrade des Industriestandorts Deutschland
steht bevor, Frankfurt am Main (Link)
27
Matzer, Michael (2013): Erfolge im Kampf
gegen Cyberangriffe, Link, Veröffentlichungs-
datum: 18.10.2013, Abrufdatum: 30.01.2015
28
BITKOM und Fraunhofer IAO (2014): Industrie
4.0 - Volkswirtschaftliches Potenzial für
Deutschland, Berlin (Link)
29
FutureManagementGroup AG (2015): Die
digitale Jobvernichtung. Wovon wir morgen
leben werden, wenn intelligente Maschinen und
Algorithmen unsere Arbeit machen. Market
Foresights 1/2015, Eltville (Link)
30
Achtenhagen, Claudia; Zeller, Beate (2011):
Zukünftige Qualitätsanforderungen im "Internet
der Dinge" in der industriellen Produktion, in:
FreQueNz Zusammenfassung Internet der Dinge
in der industriellen Produktion, Nürnberg/
Villingen-Schwenningen (Link)
31
Ingenics AG und Fraunhofer IAO (2014):
Industrie 4.0 – Eine Revolution der
Arbeitsgestaltung. Wie Automatisierung und
Digitalisierung unsere Produktion verändern
werden, Ulm (Link)
32
Bullinger-Hoffmann, Angelika C. (2014):
Industrie 4.0: Wenn neue Technologie auf
bewährte Mitarbeiter trifft, Dresden/Chemnitz
(Link)
33
Baumann AG (2014): Industrie 4.0 setzt
Revolution im HR-Management voraus, Link,
Veröffentlichungsdatum: 25.06.2014,
Abrufdatum: 03.02.2015
34
Industrieanzeiger.de (2013): Auf dem Weg in
eine neue Fertigungswelt, Link,
Veröffentlichungsdatum: 09.12.2013,
Abrufdatum: 09.02.2015
35
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
(2014): Monitoring-Report Digitale Wirtschaft
2014. Innovationstreiber IKT, Berlin (Link)
36
Arbeitskreis Smart Service Welt (2014): Smart
Service Welt. Umsetzungsempfehlungen für das
Zukunftsprojekt Internetbasierte Dienste für die
Wirtschaft. Innovationstreiber IKT, Berlin (Link)
www.FutureManagementGroup.com
Hier Promoter-Bild einfügen
Hier Promoter-Teaser einfügen
und an jeweiligen Senior anpassen
Hier Impressum-Block einfügen
und ISSN-Nr. anpassen
Dr. Jörg Blechschmidt
Leiter der FutureMarkets-Center 'Design & Production' sowie
'Machines & Tools'' bei der FutureManagementGroup AG
Kontakt:
JB@FutureManagementGroup.com
+49 - (0)174 – 32 54 249
Über die FutureManagementGroup AG
Die FutureManagementGroup AG unterstützt seit 1991
Führungsteams internationaler Unternehmen dabei,
Chancen in Zukunftsmärkten zu erkennen und eine
motivierende und zukunftsrobuste Ausrichtung, Vision
und Strategie zu entwickeln und zu implementieren.
So schafft sie die wichtigste Grundlage für Wettbewerbs-
vorteile, wirksame Führung und großen nachhaltigen Erfolg
für Unternehmen und Mitarbeiter.
Impressum
© FutureManagementGroup AG, 2015
Wallufer Straße 3a
D-65343 Eltville
Telefon: +49 (0)6123 60109 – 0
Telefax: +49 (0)6123 60109 - 29
office@futuremanagementgroup.com
www.FutureManagementGroup.com
Vorstand:
Dr. Pero Mićić (Vorsitzender),
Martin Ruesch
Aufsichtsratsvorsitzender:
Prof. Dr. Peter Mettler
Registergericht: Amtsgericht Wiesbaden
Eintragungsnummer: HRB 17918
Umsatzsteuer-Ident.-Nr: DE 227 644 650
Bilder und Grafiken
© iStock
FutureManagementGroup AG
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geschützt. Bei weiterer Verwendung dieser Materialien setzen Sie
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Smart Industry

  • 1. www.FutureManagementGroup.com Market Foresights 02/2015 Smart Industry Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungsketten
  • 2. 2 Inhalt Einführung Seite 3-5 01 Die Zukunft der digitalisierten Industrie Neues Wachstum Condition Monitoring und Predictive Maintenance Smart Factory und Prosuming Konvergenz und Wertschöpfungsökosysteme Seite 6-14 02 Herausforderungen der digitalisierten Industrie Entwicklung von Geschäftsmodellen Neue Wettbewerber Etablierung von Standards Daten- und Systemsicherheit Kompetenzen 4.0 und Mitarbeiterqualifizierung Seite 15-20 03 Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle Flexibilisierung und Agilität Branchenübergreifende Kooperationen Datenbasierte Geschäftsmodelle Industrielles Internet der Dienste Seite 21-30 Quellen Seite 31
  • 3. Einführung 3 2025: Europa als attraktiverer Produktionsstand- ort – ein gigantischer Industriepark smarter, öko- logisch nachhaltiger Fabriken? Die Digitalisierung der Industrie gilt als Hoffnungsträger der west- lichen Industrienationen. Welche Chancen in Zukunftsmärkten und welche neuen Geschäfts- modelle eröffnet die vierte industrielle Revolution (Industrie 4.0)? Die fortschreitende Digitalisierung ist eine zen- trale Voraussetzung dafür, dass die europäische, aber auch – trotz deutlich besserer Ausgangslage – deutsche Industrie im internationalen Vergleich mittel- bis langfristig wettbewerbsfähig bleibt. In den vergangenen 20 Jahren hat die europäische Industrie weltweit mehr als zehn Prozent Markt- anteil eingebüßt, während aufstrebende Länder ihren Anteil auf 40 Prozent verdoppeln konnten.1 Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs- ketten könnte diese Entwicklung zumindest auf- halten oder ihr sogar entgegenwirken. Industrie 4.0-Befürworter sprechen zum Teil bereits von einer Chance zur Re-Industrialisierung. Die Euro- päische Kommission will den Anteil der Wert- schöpfung der Industrie in Europa von heute 15 auf mittelfristig wieder 20 Prozent steigern. Ohne Investitionen wird dies nicht gelingen. Und auch nicht ohne die umfassende Integration digitaler Technologien. Deutsche Industrieunternehmen planen zum Beispiel, bis 2020 jährlich rund 40 Milliarden Euro in Industrie 4.0-Anwendungen zu investieren. Vier von fünf Unternehmen wollen ihre komplette Wertschöpfungskette bis 2020 digitalisieren.2 Deutsche IT-Entscheider werden dementsprechend in Zukunft über deutlich höhere Budgets verfügen. Bis zu elf Milliarden Euro sollen bis 2020 allein in Produkte und Services aus dem Bereich Informations- und Kommunikationstechnologie investiert werden.3 Doch was verspricht die Digitalisierung der Produktion sowie ihrer vor- und nachgelagerten Prozesse eigentlich? Das industrielle Internet der Dinge ermöglicht die Kommunikation zwischen Maschine und Maschine. Ziel ist es, in einem ersten Schritt die Produktivität, Effizienz und Sicherheit von Arbeitsabläufen und Prozessen zu erhöhen. Sogenannte cyber-physische Systeme ermöglichen die selbstorganisierende Produktion, indem sie mit Hilfe von Sensordaten Informa- tions-, Material- und Güterflüsse regeln. Alles ist jederzeit überall lokalisierbar. Die Kommunikation Digitalisierung Big Data Industrie 4.0 Condition Monitoring Predictive Analytics Konvergenz
  • 4. 4 zwischen Produkt und Maschine wird in Zukunft zudem eine höhere Flexibilität der Produktions- prozesse ermöglichen. Ändern sich beispielsweise die Design-Daten der Produkte, passen sich die Parameter der Anlagen automatisch an. Auf diesen intelligent vernetzten Umgebungen auf- bauend können Unternehmen mit Hilfe von Big Data Analytics, also der Auswertung großer, selbst unstrukturierter Datenmengen in Echtzeit, neue, datenbasierte Geschäftsmodelle entwickeln und ihren Kunden Zusatzdienstleistungen bieten und einen echten Mehrwert liefern. Beispiele sind Tourenoptimierungen oder Ferndiagnosesysteme (Condition und Performance Monitoring) mit indi- viduell festgelegten Wartungsintervallen. Vielver- sprechende Einsatzgebiete liegen in der Produk- tion, dem Transportwesen, der Luftfahrt, der Meereswirtschaft sowie der Energieerzeugung und dem Gesundheitswesen. Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Treiber zunehmender Konvergenz, das meint sowohl die Vernetzung unterschiedlicher Akteure und Prozesse (Netzwerkwirtschaft) als auch die IKT- Konvergenz zwischen Industrie und beispiels- weise Logistik- und Energienetzwerken. Neue Innovationsfelder entstehen. Eine wichtige Voraussetzung, um die rasant wachsende Menge an Daten übertragen, analysieren und nutzbar machen zu können, ist der Auf- und Ausbau der IT-Infrastrukturen. Die Digitalisierung wird die industrielle Landschaft in den nächsten Jahren nachhaltig verändern. Diese Entwicklung birgt für Unternehmen Chancen und Risiken gleichermaßen. Doch: 71 Prozent der deutschen Führungskräfte sehen sich über die Chancen und Risiken im Bereich Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert. Die Implementierung entsprechender Technologien und Konzepte dürfte unter dieser Voraussetzung nicht zu einer Erschließung des tatsächlichen Erfolgspotenzials führen. Unternehmen werden ihre Produktionsstrategien anpassen müssen, um in einer hochdigitalisier- ten Industrielandschaft wettbewerbsfähig bleiben zu können. Ohne die Transformation traditio- neller Produktions- und Geschäftsmodelle droht deren Disruption. Einführung 71 Prozent der deutschen Führungskräfte sehen sich über die Chancen und Risiken im Bereich Industrie 4.0 nicht ausreichend informiert.4
  • 5. 5 20 514 23 1.279 0 500 1000 1500 2012 2020 in Milliarden US-Dollar weltweit Ausgaben für Technologien des industriellen Internets Der vom industriellen Internet erzeugte Wert Das industrielle Internet der Dinge entwickelt sich zu einer Wertschöpfungsmaschine. 5 Einführung
  • 7. 7 Welche Trends bestimmen die Zukunft der digitalisierten Industrie? Robotisierung FlexibilisierungAutomatisierung Informatisierung Internet der Dinge Künstliche Intelligenz Big Data Analytics Virtualisierung Netzwerkwirtschaft Zunehmende Wettbewerbsintensität Zunehmende Komplexität Tertiarisierung
  • 8. Die Informatisierung wird die Art und Weise, wie wir in Zukunft leben und arbeiten werden, ent- scheidend verändern. Fortschritte im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie, der Sensorik, der Mensch-Maschine-Interaktion und der Virtualisierung lassen die Grenzen zwi- schen der digitalen und der physischen Welt immer mehr verschwimmen. Eine steigende Zahl von Objekten und Geräten wird in Zukunft über eine eigene IP-Adresse verfügen. Dies hat weitreichende Folgen für nahezu alle Branchen. Zunehmend investieren Unternehmen in Zu- kunftstechnologien, um Prozesse und Wert- schöpfungsketten mit dem Ziel der Effizienz- steigerung und Kostenreduzierung zu digitalisie- ren und zu automatisieren sowie innovative Ge- schäftsmodelle zu entwickeln, die es ermögli- chen, in einem immer intensiveren Wettbewerbs- umfeld die Attraktivität des eigenen Unterneh- mens zu steigern und Kunden zu binden oder zu gewinnen. Die Welt wird intelligent, also 'smart'. Ob 'Smart Home', Smart Health', 'Smart Buildings', 'Smart Energy', 'Smart Mobility' oder 'Smart Logistics' – die digitale Revolution ist in vollem Gange, Märk- Die Zukunft der digitalisierten Industrie 8
  • 9. 9Die Zukunft der digitalisierten Industrie te tiefgreifend zu verändern. Dies betrifft auch die Industrie im engeren Sinne, also jenen Teil der Wirtschaft, der für die Produktion und Wei- terverarbeitung von materiellen Gütern oder Waren in Fabriken und Anlagen verantwortlich ist. Auch die Industrie wird smart: 'Smart Industry'. Das industrielle Internet der Dinge könnte bis 2030 mit 14,2 Billionen US-Dollar zur globalen Wirtschaftsleistung beitragen, entsprechende Investitionsanstrengungen von Seiten der Politik und der Industrie vorausgesetzt. In Deutschland liegt das Potenzial der kumulativen BIP-Steige- rung bis 2030 bei immerhin 700 Milliarden US- Dollar. Das deutsche Bruttoinlandsprodukt würde demnach im Jahr 2030 rund 1,7 Prozent größer sein, als gängige Trendprojektionen voraussa- gen.6 Das industrielle Internet der Dinge ver- spricht also vor allem eines: neues Wachstum. Dabei geht das Potenzial der Digitalisierung industrieller Wertschöpfungsketten weit über bloße Effizienzsteigerungen und Kosteneinspa- rungen hinaus. Profitieren werden nicht nur die- jenigen Unternehmen, denen es gelingt mithilfe innovativer Geschäftsmodelle neue Ertragsströme zu generieren, sondern auch Anbieter von Pro- dukten und Dienstleistungen rund um das indu- strielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things: IIoT). So wird beispielsweise für die autonome Steuerung von Produktionsprozessen in Zukunft mehr Sensorik in Komponenten benö- tigt werden. Bis 2020 wird der weltweite Markt für industrielle drahtlose Sensornetzwerke um 13 Prozent pro Jahr auf insgesamt 945 Millionen US- Dollar wachsen.7 Vier von fünf deutschen IT- Unternehmen sehen in der Industrie 4.0 ein wichtiges Geschäftsfeld.8 Nach der jährlichen Trendumfrage des Digitalverbands BITKOM unter IT-Managern ist das Thema Industrie 4.0 der Aufsteiger des Jahres 2015. Mit 42 Prozent der Nennungen als wichtigstes Hightech-Thema liegt es inzwischen nach Cloud Computing, IT-Sicher- heit und Big Data auf Platz 4 (Vorjahr: Platz 10 mit 22 Prozent).9 In letzter Konsequenz sind diese IT-Felder vom Zukunftsmarkt 'industrielles Internet der Dinge' nicht wirklich scharf abgrenz- bar. Ohne cloudbasierte Lösungen, Big Data Analytics und den Schutz der gewonnenen Daten können IIoT-Anwendungen weder ihr volles Potenzial entfalten, noch sicher sein.IB P Das industrielle Internet der Dinge wird erheblich zur Steigerung der Wirtschaftsleistung beitragen.
  • 10. 10 Der weltweite Markt für Predictive Maintenance wird sich zwischen 2014 und 2019 auf 14,8 Milliarden US-Dollar versiebenfachen.10 Die Zukunft der digitalisierten Industrie
  • 11. Die Zahl der mit dem Internet der Dinge ver- netzten Objekte wird sich bis zum Jahr 2020 auf rund 25 Milliarden mehr als verfünffachen.11 Vernetzte, mit Sensoren ausgerüstete Maschinen und Anlagen ermöglichen nicht nur die perma- nente Überwachung ihrer Auslastung und ihres Zustandes (Performance und Condition Monito- ring), sondern auch eine bessere, da voraus- schauende Wartung (Predictive Maintenance). Durch die Echtzeit-Auswertung von Informatio- nen und ihren Abgleich mit historischen Daten können durch Mustererkennung ermüdende Bauteile oder mögliche Fehlfunktionen präventiv erkannt und kostenintensive Stillstände vermie- den werden. Unternehmen wie SAP, Oracle oder IBM sowie u.a. Bosch und Siemens bieten ent- sprechende Analyse-Tools an. Überwacht werden nicht nur Fabriken, sondern auch beispielsweise Windkraftanlagen, Pipelines oder Züge. Repara- turen, der Austausch von Komponenten oder ein Abschalten der Anlagen können vorgenommen werden, bevor ein Schaden überhaupt erst ent- steht. Die 3D-Simulation von Maschinen und Pro- zessen ermöglicht zudem die Visualisierung von Problemstellen. Augmented Reality-Anwendun- gen, zum Beispiel Datenbrillen ('Smart Glasses'), befähigen die Angestellten vor Ort zur Selbsthil- fe. Bereits heute werden Datenbrillen zur Steige- rung der Effizienz und Sicherheit in Lager- und Logistikprozessen eingesetzt. Wichtige Informa- tionen werden in das Sichtfeld des Lageristen eingeblendet. Eine entsprechende Wearable- Lösung wird u.a. gerade von DHL in Zusammen- arbeit mit RICOH getestet. In Zukunft wäre auch die Zuschaltung von Experten per Video-Chat denkbar, die bei der Wartung oder Reparatur von Maschinen unterstützen. 2013 hat Würth Industry Service ein optisches Bestellsysteme für die Materialwirtschaft vorgestellt, bei dem eine in den Behälter integrierte Kamera den jeweiligen Füllstand registriert. So ist eine verbrauchsge- steuerte Lieferung von Kleinteilen für den Pro- duktionsbedarf just-in-time möglich. Das zunehmende Interesse der Industrie an Predictive-Maintenance-Systemen ist Ausdruck des Wunsches, die Produktion oder den Betrieb von Anlagen durch Automation effizienter zu machen und die Kosten weiter zu senken, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Mittelfristig ist davon auszugehen, dass der Betriebs- und Ver- 11Die Zukunft der digitalisierten Industrie Die smarte Fabrik steuert die Produktion selbst, überwacht Maschinen und Anlagen und macht eine Fertigung bis hin zur Losgröße 1 wirtschaftlich rentabel.
  • 12. 12 Vorteile von Predictive Maintenance: 1. Beseitigung unnötiger Wartungsaufgaben 2. Senkung der Komponentenbeschaffungskosten 3. Reduzierung der Ausfallzeiten 4. Verlängerung der Anlagenlebenszyklen 12 Die Zukunft der digitalisierten Industrie
  • 13. 13 schleißzustand von Fertigungseinrichtungen durch autonome Systeme umfassend und konti- nuierlich überwacht, dokumentiert und optimiert wird. Marktreife Produkte werden hier von Ex- perten ab 2017 erwartet.13 In Zukunft wird aller- dings nicht nur die Wartung mithilfe von Algorith- men automatisiert, sondern ganze Maschinen- parks und Fertigungsanlagen überwachen und steuern sich selbst.14 So sind in Siemens' 'Digita- ler Fabrik' im bayerischen Amberg, in der die Fertigung hochautomatisiert erfolgt, gerade ein- mal zwölf von einer Million Arbeitsschritte fehler- behaftet. Würde die Arbeit von gut ausgebildeten Menschen erledigt, läge die Quote mindestens 40-mal so hoch.15 An Bedeutung gewinnen zu- nehmend auch mobile Lösungen. Die 'TruTops Fab App' von Trumpf bietet zum Beispiel u.a. Einblick in den Status von Produktionsaufträgen und aktuellen Maschinenzuständen über mobile Endgeräte. Die Integration der vorausschauenden daten- basierten Analyse allgemein (Predictive Analytics) in bestehende Business-Intelligence-Systeme ermöglicht es zudem, automatisch und flexibel auf die Nachfragesituation am Markt oder sogar Die Zukunft der digitalisierten Industrie
  • 14. einzelne Kundenbedarfe zu reagieren. Die smarte Fabrik von morgen könnte eine Fertigung bis hin zur Losgröße 1 wirtschaftlich rentabel machen. Die Flexibilisierung der Produktion wird in zuneh- mend kundendominierten Märkten immer ent- scheidender für den unternehmerischen Erfolg. Kundenwünsche, sowohl B2B als auch B2C, kön- nen schneller und individueller adressiert werden. Der Produktionsprozess wird transparenter und Kunden verstärkt vorwärts und rückwärts in den Wertschöpfungsprozess integriert. Mass Customi- zation und Prosuming (= der Konsument ist zugleich auch Produzent) sind Trends, die auf diese Entwicklung einzahlen. Neue Produktions- verfahren werden es ermöglichen, dass Kunden zunehmend in den Design-Prozess einbezogen werden und die Fertigung individueller Produkte quasi von zuhause aus per Knopfdruck anstoßen. Die Verzahnung von 3D-Druck, Design-Daten aus der Cloud und E-Commerce-Plattformen der nächsten Generation könnte ganze Branchen verändern. Im Prinzip kann jeder zum Produzen- ten ('Maker') werden.16 Entsprechende Prosumer- Modelle dürften auch Einfluss auf Forschung und Entwicklung haben und zum Ausbau heutiger Open-Source-Ansätze führen. Marktverändernd wirken dabei weniger die Innovationen selbst, als die Wege ihrer Entstehung. Weitere Fortschritte im Bereich der IK-Techno- logie werden die vollständige Vernetzung inner- halb von und zwischen Wertschöpfungsketten ermöglichen. Ganze Wertschöpfungsökosysteme entstehen. Gleichzeitig sind klar umrissene Branchengrenzen zunehmend in Auflösung begriffen. Die 'smarte' Konvergenz ruft einerseits bislang branchenfremde Player als neue Wett- bewerber auf den Plan, birgt andererseits aber auch die Chance, mit einem deutlich höheren Maß an Agilität den Herausforderungen zuneh- mend volatiler Märkte begegnen und Produk- tionszyklen wesentlich dynamischer an schwan- kende Auftragslagen anpassen zu können. Dies wird auch zu einer Flexibilisierung des Personal- einsatzes führen: Arbeitszeiten orientieren sich zunehmend am Work-On-Demand-Prinzip.17 Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs- ketten wird smartere Produkte und Dienst- leistungen hervorbringen. An die Stelle einzelner Produktinnovationen treten Innovationsfelder. 14Die Zukunft der digitalisierten Industrie Die Verzahnung von neuen Fertigungstechnologien, Design-Daten aus der Cloud und E-Commerce- Plattformen wird ganze Branchen verändern.
  • 16. 16 Insbesondere bei den kleinen und mittleren Unternehmen der Industriebranche in Deutsch- land ist der Begriff Industrie 4.0 noch nicht all- gemein bekannt. Mehr als die Hälfte der Befrag- ten steht dem Thema zudem eher negativ gegenüber.18 Über alle Unternehmensklassen hinweg haben rund 60 Prozent der Befragten noch nie von Industrie 4.0 gehört oder planen bislang keine Aktivitäten in diesem Bereich.19 40 Prozent der deutschen mittelständischen Fer- tigungsindustrie lehnen Cloud Computing, einen wichtigen Weichensteller für die vierte industri- elle Revolution, ab.20 Damit das Zukunftsprojekt 'Industrie 4.0' des Bundesministeriums für Bil- dung und Forschung21 zu einem Erfolg wird und den Standort Deutschland wettbewerbsfähig in die nächste Ära der Produktion führt, tut also Aufklärung not. Unsicherheit herrscht allgemein im Hinblick auf die Chancen und Potenziale, die der Zukunfts- markt konkret birgt. Nach einer weltweiten Um- frage unter Vorständen und Geschäftsführern haben gerade einmal sieben Prozent der Unter- nehmen eine umfassende Strategie zum industri- ellen Internet der Dinge aufgesetzt. Von denje- nigen, die bereits IIoT-Initiativen verfolgen, sagen 88 Prozent, dass sie die zugrundeliegen- den Geschäftsmodelle und langfristigen Implika- tionen noch nicht vollständig verstanden haben.22 Beides aber, die Implementierung einer soliden Strategie sowie die Entwicklung innovativer und tragfähiger Geschäftsmodelle sind unabdingbar, um den Zukunftsmarkt erfolgreich erschließen zu können. Allein auf zum Beispiel eine höhere Pro- duktivität zu setzen, verschließt die Augen vor der Gefahr disruptiver Innovationsprozesse durch branchenfremde Unternehmen oder Start-ups, für die durch die Digitalisierung die Markteintritts- barrieren gesenkt werden23 und denen es gelingt, mit hybriden Geschäftsmodellen, also Rundum- Sorglos-Paketen aus Produkt und Dienstleistun- gen, Kunden einen echten Mehrwert zu bieten. Konkurrenz droht der deutschen Industrie aber auch aus anderen Ländern. Steigende Lohn- kosten setzen China, das sich in den 90er und 2000er Jahren zur 'Fabrik der Welt' entwickelt hat, zunehmend unter Druck, seine Anstrengun- gen im Bereich der industriellen Automatisierung weiter zu verstärken, um seine Produktivität zu erhöhen. Die Volksrepublik bringt aktuell ihre Herausforderungen der digitalisierten Industrie Früh am Markt zu sein, reicht nicht aus. Viele Unter- nehmen haben noch keine umfassende Industrie 4.0- Strategie oder tragfähigen Geschäftsmodelle entwickelt.
  • 17. 17 "Die Fragmentierung des europäischen Wirtschaftsraums durch unterschiedliche Regeln für Daten- und Verbraucherschutz verhindert, dass europäische Unternehmen ähnlich erfolgreich werden wie ihre Wettbewerber aus den USA oder China." 24 Volkmar Denner (Vorsitzender der Bosch-Geschäftsführung) Herausforderungen der digitalisierten Industrie
  • 18. Strategie 'Made in China 2025" auf den Weg, um eine grundlegende Infrastruktur für das Internet der Dinge aufzubauen und die intelligente Ferti- gung zu fördern. Weitaus größere Konkurrenz droht aber aus den USA. Dort haben die Unter- nehmen IBM, Cisco, Intel, AT&T und General Electric das Industrial Internet Consortium (IIC)25 gegründet, um die Einführung von Anwendungen für das industrielle Internet der Dinge voranzu- treiben und die Attraktivität der USA als Produk- tionsstandort zu erhöhen. Auch die Definition von Standards dürfte eine große Rolle spielen. Die interdisziplinäre Zusam- menarbeit von Unternehmen, Forschungsinsti- tuten und öffentlichen Einrichtungen hat in die- sem Zusammenhang eine hohe Priorität. Unter- nehmen zögern u.a. auch deshalb noch, die nicht unerheblichen Investitionen in Smart-Industry- Anwendungen zu tätigen, weil noch keine ver- lässlichen Schnittstellen-Standards zwischen der physischen und der digitalen Welt existieren. Gerade diese sind aber eine wichtige Voraus- setzung für den sicheren und effizienten Daten- austausch innerhalb der künftigen Wertschöp- fungsökosysteme. Eine Gefahr liegt darin, dass Anbieter strategisch bewusst auf proprietäre Angebote setzen, um die Abwanderung ihrer Kunden zu erschweren.26 Eine große Herausforderung stellt auch die Da- ten- und Systemsicherheit von Smart-Industry- Anwendungen dar. Zunehmend intelligent ver- netzte Wertschöpfungsökosysteme bieten nicht nur neue Angriffspunkte auf die Sicherheit so- wohl sensibler unternehmensinterner Daten als auch Zulieferer- und Kundendaten, sondern er- höhen auch die Gefahr von Cyberangriffen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, komplette Pro- duktionsanlagen, Logistikketten, Energienetze etc. lahmzulegen. Erfolgreiche Cyberangriffe und der Verlust von Daten würden einen erheblichen Image- und Vertrauensschaden bei Kunden, Zulieferern und Investoren bedeuten. Die Erwei- terung bestehender Sicherheitsanwendungen um neue technische Schutzwälle birgt allerdings die Gefahr des Öffnens von Hintertüren. Die Ent- wicklung entsprechender Systeme durch die deutsche Industrie in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informations- technik (BSI) könnte dem vorbeugen.27 18Herausforderungen der digitalisierten Industrie Die Industrie 4.0 birgt Risiken für die Daten- und Systemsicherheit: Industriespionage, Störungen von Produktionsabläufen sowie Image- und Vertrauens- verluste bei Kunden und Partnern.
  • 19. 19Herausforderungen der digitalisierten Industrie Kompetenzen 4.0  Selbstlernkompetenz  IT- und Medienkompetenz  Verantwortungskompetenz  Interdisziplinäre Kompetenz
  • 20. Vor Herausforderungen stehen Unternehmen auch in den Bereichen Human Resource Manage- ment und Mitarbeiterqualifizierung. Insbesondere im Bereich niedrig qualifzierter Arbeit dürften Digitalisierung und Automatisierung in Zukunft weiter dazu beitragen, Personal zu reduzieren. Gleichzeitig können Human-Machine-Interfaces der nächsten Generation gerade niedrig qualifi- zierte Arbeitskräfte wirksam bei tendenziell anspruchsvolleren Aufgaben unterstützen. Mit Hilfe von Augmented-Reality-Datenbrillen etwa wird in der Fabrik der Zukunft der Umgang mit komplexen Systemen oder Abläufen wesentlich vereinfacht werden, indem virtuelle Abbilder von Maschinen, Prozessschritten, Bedienungsanlei- tungen und Checklisten einfach über die reale Umgebung geblendet werden.28 Entsprechende Lösungen dürften auch zu Einsparungen bei höher qualifiziertem Personal führen. Vor allem Angestellte mit mittlerem Qualifikationsniveau werden ihre Internet-, Computer- und IT-Kennt- nisse kontinuierlich erweitern und vertiefen müssen. So lernen sie einerseits die Systeme zu beherrschen, die morgen im Zuge der weiteren Automatisierung der Wissensarbeit ihre Aufgaben übernehmen werden. Andererseits erwerben sie Kompetenzen, mit denen sie sich von durch Zu- kunftstechnologien zu anspruchsvolleren Tätig- keiten befähigten niedriger Qualifizierten diffe- renzieren können.29 Ein in Hinblick auf die digitale Transformation zielorientierter Personaleinsatz sowie die entsprechende Personalentwicklung stellen in den nächsten Jahren eine wichtige Auf- gabe für das Personalmanagement dar. Tenden- ziell zeichnet sich in der industriellen Produktion eine Entwicklung zu komplexeren Qualitätsan- forderungen sowie sekundärer Facharbeit im Sinne 'technischer Dienste' ab.30 Die Einführung von Industrie 4.0 erfordert von Mitarbeitern vor allem die Bereitschaft zum lebenslangen Lernen, ein stärkeres interdisziplinäres Denken und Han- deln sowie eine höhere IT- und (Prozess-)Verant- wortungskompetenz.31/32 Zusätzlich wird die Flexi- bilisierung von Produktionsprozessen Angestell- ten auch eine höhere Flexibilität hinsichtlich ihrer Tätigkeitsfelder und ihrer Arbeitszeiten abverlan- gen. Die Konsequenzen der Umstellung auf die 'Industrie 4.0' für Unternehmenskultur, Hierar- chien und Entscheidungsprozesse werden von den meisten Unternehmen noch unterschätzt.33 20Herausforderungen der digitalisierten Industrie HR Die Einführung von Industrie 4.0 wird das Personal- management vor erhebliche Herausforderungen stellen.
  • 22. 22 Die Produktion der Zukunft ist durch ein hohes Maß an Individualisierung und Flexibilisierung gekennzeichnet. Der Einsatz intelligenter Maschi- nen in Kombination mit Cloud-Technologien und neuen Herstellungsverfahren wie dem 3D-Druck ermöglicht die wirtschaftliche Fertigung von Kleinstmengen und individualisierten Produkten. Sogenannte 'Social Machines', die mit Zulieferer- und Kundensystemen vernetzt sind, können eigenständig und situationsbedingt auf Abwei- chungen reagieren und den Produktionsprozess entsprechend anpassen.34 Nicht mehr nur Maschinen, ganze Produktions- stätten werden in Zukunft miteinander vernetzt sein: eine Art modulares Smart-Factory-Network. Das heißt, die Produktionskapazitäten müssen noch nicht einmal notwendigerweise von einem Unternehmen im möglichen Maximum vorgehal- ten werden. In Zukunft können intelligente Ma- schinen auf die Profildaten und den Status Millio- nen anderer Maschinen in der ganzen Welt zu- greifen und diese autonom in den Produktions- prozess einbinden. Industrieunternehmen wer- den über entsprechende Plattformen ihre Maschi- nen, Anlagen, Kapazitäten und Ressourcen auto- matisiert bei Nichtauslastung anbieten. Das Matching wird von intelligenten Algorithmen übernommen. Denkansatz: Wofür nutzen Menschen heute das Internet? Welcher Nutzen ist auf Maschinen übertragbar, wenn diese autonom miteinander kommunizieren und Entscheidungen treffen? Auch wenn im Prozess der Digitalisierung der Industrie noch einige Hürden zu nehmen sind, am Ende werden daraus anpassungsfähigere Unternehmen hervorgehen. In agile Wertschöp- fungsökosysteme integriert, werden diese deut- lich besser für die zunehmend volatilen Märkte der Zukunft gerüstet sein als ihre Wettbewerber. In diesem Zusammenhang gewinnen nicht nur die vertikale und die horizontale Integration an Bedeutung, sondern vor allem auch branchen- übergreifende Kooperationen, die eine entschei- dende Basis für die Entwicklung innovativer Ge- schäftsmodelle sind. Den Dreh- und Angelpunkt Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle Unternehmen, die in agile Wertschöpfungsökosysteme integriert sind, werden deutlich besser für die zunehmend volatilen Märkte der Zukunft gerüstet sein.
  • 23. Prosuming 23Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle Intelligente Sensorik Neue Plattformanbieter Datenbanken für Maschinendaten Interaktive Wertschöpfung Smart Services Industrie 4.0: Neue Geschäftsmodelle Neue Finanzierungsmodelle
  • 24. 24 bilden dabei immer die gewonnenen Daten sowie ihre Interpretation und weitere Nutzbarmachung. Datenbasierte Geschäftsmodelle ermöglichen völlig neue Ansätze. Wenn beispielsweise (Ab-) Nutzung messbar wird, dann kann bei den Ge- schäftsmodellen die Nutzung von Komponenten, Maschinen und Anlagen stärker in den Vorder- grund rücken als das Besitzen. So umfasst der Service 'Total Care' von Roll Royce die Bereit- stellung eines Triebwerkes inklusive Überwa- chung, Wartung und Reparatur. Der Flugzeug- betreiber bezahlt pro Flugstunde, in der das Triebwerk im Einsatz ist. Die 'Hardware' bleibt im Besitz von Rolls Royce. Neben neuen Finanzierungs- oder auch Versiche- rungsmodellen, spielen hybride Lösungspakete aus Produkt und Dienstleistung eine immer wich- tigere Rolle. Im Mittelpunkt steht dabei der Kun- dennutzen. Branchenübergreifende Kooperatio- nen und Geschäftsmodelle ermöglichen es, ge- nau diesen zu adressieren, indem Produkte in ein umfassendes Service-Portfolio eingebettet wer- den, das den Kunden bedarfsorientiert und in Echtzeit unterschiedliche Mehrwerte bietet. Für kleine und mittlere Unternehmen bedeutet die Sicherstellung des versprochenen Nutzens aber auch eine höhere Verantwortung. Kooperationen zwischen KMUs und großen Unternehmen bei der Entwicklung innovativer Dienste und Produkte dürften für beide Seiten von Vorteil sein.35 Datenbasierte hybride Geschäftsmodelle erwei- tern klassische Produkte um smarte Services. Das industrielle Internet der Dinge ist immer auch als industrielles Internet der Dienste zu denken. Die Zahl der Anwendungsgebiete – und damit auch die Zahl möglicher Geschäftsmodelle – wächst mit der Datenmenge. Big Data Analytics ist die Basis: Auf Serviceplattformen zum Beispiel, die verschiedenste Produktanbieter und Dienstleis- tungsunternehmen miteinander vernetzen, kön- nen diese Daten dann zu intelligenten Dienstleis- tungen veredelt werden.36 Entsprechende Smart Services dürften in Zu- kunft verstärkt auch von Privatanwendern und Konsumenten nachgefragt werden. Smart Mobility und Smart Home sind hier wichtige Innovationsfelder. Der Carsharing-Nutzer möchte über seine digitale Datenbrille zum nächsten freien Fahrzeug geleitet werden und per Finger- Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle Branchenübergreifende Geschäftsmodelle und hybride Lösungspakete erlauben es, Kunden nutzenorientiert zu adressieren und Mehrwerte zu liefern.
  • 25. 25 1. Drei Handlungsfelder für den Erfolg in der Smart Industry 37 Mitarbeiter für die digitale Arbeitswelt 4.0 befähigen Neue, hybride Geschäftsmodelle entwickeln Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle 3. 2. Big Data nutzen und den Wert von Daten profitabel machen
  • 26. 26 abdruck bezahlen. Der Energiekunde möchte im- mer den günstigsten Strom beziehen und seinen Verbrauch in Echtzeit auf seinem Smartphone einsehen können. Die Hausfrau möchte, dass ihr Kühlschrank erkennt, welche Produkte entnom- men wurden oder bald aufgebraucht sind, und diese dann automatisch nachbestellt. Quantifizierung ist ein Megatrend. Die dahinter stehenden Ziele sind Transparenz, Optimierung und vielleicht sogar Perfektion. Auch im privaten erfreut sich das 'Condition Monitoring' in Form von Fitnesstrackern, Schlafanalyse-Tools, medizi- nischen Apps oder WLAN-fähigen Waagen immer größerer Beliebtheit. Dabei ist die Quantified Self- Bewegung nur Teil eines größeren Ganzen, ei- nem Quantified Everything, das nicht nur ganze Wertschöpfungsketten transformiert, sondern auch das Verhältnis von Unternehmen und Kun- den neu definiert: Die Kundenbeziehung wird intensiver, teilweise intimer. Nicht zuletzt im privaten Bereich eröffnen sich der Industrie 4.0 zahlreiche Chancen, zum Beispiel durch das Monitoring von Haushaltsgeräten, Photovoltaik- anlagen oder Fahrzeugen sowie das Angebot at- traktiver zusätzlicher Dienstleistungen. Zukunftsmärkte, Chancen und neue Geschäftsmodelle
  • 27. 27 Chancen im Zukunftsmarkt 'Smart Industry' Das Denken in Wertschöpfungsökosystemen, ermöglicht es Unternehmen, die Erwartungen Ihrer Kunden besser und umfassender als Ihre Wettbewerber zu erfüllen. Maschinen und Anlagen können effizienter ausge- lastet werden. Unternehmen profitieren von Kosteneinsparungen, einer höheren Produktivität und größerem Erfolg im globalen Wettbewerb. Hochflexible Produktionsprozesse ermöglichen eine starke Individualisierung der Produkte bis hin zur Losgröße 1. Die Digitalisierung industrieller Wertschöpfungs- ketten bildet die Basis für die Entwicklung innovativer datenbasierter Geschäftsmodelle. Durch die Bündelung von Produkten und Dienstleistungen zu hybriden Lösungspaketen können Unternehmen ihren Kunden einen echten Mehrwert liefern. Nutzenorientierte Service-Lösungen entlang des gesamten Lebenszyklus von Produkten, Maschinen und Anlagen befähigen Unternehmen, ihre Kunden langfristig zu binden. Auf Plattformen basierende Geschäftsmodelle ermöglichen es, die Leistungen anderer Anbieter zu vernetzen, zu orchestrieren und hochflexible, modular aufgebaute Lösungen anzubieten. Die vierte industrielle Revolution eröffnet kreativen Unternehmern und innovativen Start-ups zahlreiche Chancen. Der Bereich Daten- und Systemsicherheit in der Industrie 4.0 entwickelt sich zu einem attraktiven Zukunftsmarkt. Industrie 4.0 unterstützt Mitarbeiter intuitiv mit neuer Hard- und Software und bietet ihnen die Chance, ihre Kompetenzen und ihren Verant- wortungsbereich zu erweitern.
  • 28. Sind Sie ausreichend auf die vierte industrielle Revolution vorbereitet? 28  Welche Chancen eröffnet Ihrem Unternehmen der Zukunftsmarkt 'Industrie 4.0'?  Welche Geschäftspotenziale ergeben sich für Ihr Unternehmen durch den Einsatz von Big Data Analytics und Cloud-Technologien?  Mit welchen Serviceangeboten können Sie Ihr Produktportfolio veredeln oder sogar völlig neue Geschäftsfelder erschließen?  Welche innovativen Unternehmen und Start- ups treten in Konkurrenz zu Ihrem Unterneh- men. Welche eignen sich für Kooperationen?  Gelingt es Ihnen vor dem Hintergrund des sich verschärfenden Fachkräftemangels, qualifiziertes Personal mit kombiniertem IT- und Fertigungswissen zu rekrutieren?  Sind Sie ausreichend gegen Cyber-Risiken abgesichert?  Haben Sie eine umfassende Industrie 4.0- Strategie entwickelt?
  • 29. 29 Machen Sie Ihre Vision und Strategie zukunftsrobuster!
  • 30. 30 Inhouse-Workshop Smart Industry Impulsvortrag: Ein Impulsvortrag zum Thema "Smart Industry" inspiriert Ihr Zukunftsteam. Umfeld-Entwicklungen: Wir analysieren gemeinsam, welche konkreten Auswirkungen die Marktentwicklungen auf Ihr aktuelles Geschäft haben. Ihre strategischen Handlungsoptionen: Wir entwickeln gemeinsam vorteilhafte Handlungsmöglichkeiten für Ihr Geschäft. Nächste Schritte: Konkrete Schritte zur Umsetzung und weiteren Verwendung der erarbeiteten Ergebnisse bieten Orientierung und motivieren. Abschluss: Wir lassen den Tag im angenehmen Miteinander ausklingen. Kontakt
  • 31. Quellen 31 1 Roland Berger Strategy Consultants (2014). Industry 4.0. The new industrial revolution. How Europe will succeed (Link) 2/23 Strategy& (2014): Industrie 4.0. Chancen und Herausforderungen der vierten industriellen Revolution (Link) 3/19 Experton Group (2014): Industrie 4.0 in Deutschland – 10,9 Mrd. EUR ICT Potenziale bis 2020 (Link) 4 CSC (2015): CSC-Studie "Industrie 4.0". Ländervergleich DACH. Ergebnisse (Link) 5 Floyer, David (2013): Defining and Sizing the Industrial Internet, Link, Veröffentlichungs- datum: 27.06.2013, Abrufdatum: 23.10.2014 6/22/37 Accenture (2015): Winning with the Industrial Internet of Things. How to accelerate the journey to productivity and growth (Link) 7 Markets and Markets (2014): Industrial Wireless Sensor Networks Market worth $944.92 Million by 2020, Link, Veröffentlichungsdatum: 01.12.2014, Abrufdatum: 01.12.2014 8 Dörfler, Michael (2013): Zukunftsmarkt digitale Fabrik, Link, Veröffentlichungsdatum: 04.04.2013, Abrufdatum: 10.04.2013 9 BITKOM (2015): Industrie 4.0 erstmals unter den Top-Themen des Jahres, Link, Veröffentlichungsdatum: 22.01.2015, Abrufdatum: 26.01.2015 10 ABI research (2014): Maintenance Analytics to Generate $24.7 Billion in 2019, Driven by Predictive Maintenance and Internet of Things, Link, Veröffentlichungsdatum: 28.03.2014, Abrufdatum: 27.01.2015 11 Gartner (2015): Gartner Says By 2020, a Quarter Billion Connected Vehicles Will Enable New In-Vehicle Services and Automated Driving Capabilities, Link, Veröffentlichungsdatum: 26.01.2015, Abrufdatum: 26.01.2015 12 Roland Berger Strategy Consultants (2014): Predictive Maintenance. Is the timing right for predictive maintenance in the manufacturing sector? (Link) 13 Prognos AG (2012): Technologiereport 2012. Bericht zur Befragungsrunde 2011/2012 des Expertenpanels, Basel et al. 14 Jung, Alexander (2014): 'Ein mächtiges Werkzeug', in: Der Spiegel 29/2014 15 Bauer, Stephan (2014): Industrie 4.0: Wer von der Digitalisierung am meisten profitiert, Link, Veröffentlichungsdatum: 06.08.2014, Abrufdatum: 27.01.2015 16 Anderson, Chris (2013): Makers. Das Internet der Dinge: die nächste industrielle Revolution, München 17 Hämmerle, Moritz (2012): Industrie 4.0: Flexibilität hoch 3, Link, Veröffentlichungsdatum: 23.07.2012, Abrufdatum: 29.01.2015 18 FLYACTS GmbH (2014): Industrie 4.0: Grundlagenwissen, Experteninterviews und Pioniere, Jena (Link) 20 Freudenberg IT (2014): IT Innovation Readiness Index 2014, Teil 2, Link, Veröffentlichungsdatum: 13.08.2014, Abrufdatum: 29.01.2015
  • 32. Quellen 32 21 Bundesministerium für Bildung und Forschung (2014): Zukunftsprojekt Industrie 4.0, Link, Veröffentlichungsdatum: 18.08.2014, Abrufdatum: 29.01.2015 24 Tauber, Andre (2015): Bosch braucht simsende Backofen zum Überleben, Link, Veröffentlichungsdatum: 30.01.2015, Abrufdatum: 30.01.2015 25 Industrial Internet Consortium - ICC (2015): Website der Initiative, Link, Veröffentlichungsdatum: 2015, Abrufdatum: 30.01.2015 26 Deutsche Bank Research (2014): Industrie 4.0. Upgrade des Industriestandorts Deutschland steht bevor, Frankfurt am Main (Link) 27 Matzer, Michael (2013): Erfolge im Kampf gegen Cyberangriffe, Link, Veröffentlichungs- datum: 18.10.2013, Abrufdatum: 30.01.2015 28 BITKOM und Fraunhofer IAO (2014): Industrie 4.0 - Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland, Berlin (Link) 29 FutureManagementGroup AG (2015): Die digitale Jobvernichtung. Wovon wir morgen leben werden, wenn intelligente Maschinen und Algorithmen unsere Arbeit machen. Market Foresights 1/2015, Eltville (Link) 30 Achtenhagen, Claudia; Zeller, Beate (2011): Zukünftige Qualitätsanforderungen im "Internet der Dinge" in der industriellen Produktion, in: FreQueNz Zusammenfassung Internet der Dinge in der industriellen Produktion, Nürnberg/ Villingen-Schwenningen (Link) 31 Ingenics AG und Fraunhofer IAO (2014): Industrie 4.0 – Eine Revolution der Arbeitsgestaltung. Wie Automatisierung und Digitalisierung unsere Produktion verändern werden, Ulm (Link) 32 Bullinger-Hoffmann, Angelika C. (2014): Industrie 4.0: Wenn neue Technologie auf bewährte Mitarbeiter trifft, Dresden/Chemnitz (Link) 33 Baumann AG (2014): Industrie 4.0 setzt Revolution im HR-Management voraus, Link, Veröffentlichungsdatum: 25.06.2014, Abrufdatum: 03.02.2015 34 Industrieanzeiger.de (2013): Auf dem Weg in eine neue Fertigungswelt, Link, Veröffentlichungsdatum: 09.12.2013, Abrufdatum: 09.02.2015 35 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (2014): Monitoring-Report Digitale Wirtschaft 2014. Innovationstreiber IKT, Berlin (Link) 36 Arbeitskreis Smart Service Welt (2014): Smart Service Welt. Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft. Innovationstreiber IKT, Berlin (Link)
  • 33. www.FutureManagementGroup.com Hier Promoter-Bild einfügen Hier Promoter-Teaser einfügen und an jeweiligen Senior anpassen Hier Impressum-Block einfügen und ISSN-Nr. anpassen Dr. Jörg Blechschmidt Leiter der FutureMarkets-Center 'Design & Production' sowie 'Machines & Tools'' bei der FutureManagementGroup AG Kontakt: JB@FutureManagementGroup.com +49 - (0)174 – 32 54 249 Über die FutureManagementGroup AG Die FutureManagementGroup AG unterstützt seit 1991 Führungsteams internationaler Unternehmen dabei, Chancen in Zukunftsmärkten zu erkennen und eine motivierende und zukunftsrobuste Ausrichtung, Vision und Strategie zu entwickeln und zu implementieren. So schafft sie die wichtigste Grundlage für Wettbewerbs- vorteile, wirksame Führung und großen nachhaltigen Erfolg für Unternehmen und Mitarbeiter. Impressum © FutureManagementGroup AG, 2015 Wallufer Straße 3a D-65343 Eltville Telefon: +49 (0)6123 60109 – 0 Telefax: +49 (0)6123 60109 - 29 office@futuremanagementgroup.com www.FutureManagementGroup.com Vorstand: Dr. Pero Mićić (Vorsitzender), Martin Ruesch Aufsichtsratsvorsitzender: Prof. Dr. Peter Mettler Registergericht: Amtsgericht Wiesbaden Eintragungsnummer: HRB 17918 Umsatzsteuer-Ident.-Nr: DE 227 644 650 Bilder und Grafiken © iStock FutureManagementGroup AG Die Bilder und Grafiken in diesem Dokument sind urheberrechtlich geschützt. Bei weiterer Verwendung dieser Materialien setzen Sie sich bitte mit dem Rechteinhaber in Verbindung. ISSN: 2363-6734