Industrie 4.0 und Digitalisierung. Chancen und Risiken für kleine und mittlere Unternehmen

Inhaltsverzeichnis

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Struktur und Ablauf der Arbeit

2. Theoretische Grundlagen der Industrie
2.1 Definition Industrie
2.2 Merkmale und Technologien von Industrie
2.3 Eingebettete und Cyber-Physische Systeme
2.4 Internet der Dinge
2.5 Big Data
2.6 Cloud Computing

3. Digitalisierung innerhalb kleiner und mittlerer Unternehmen
3.1 Definition Digitalisierung
3.2 Begriffsbestimmung von kleinen und mittleren Unternehmen
3.3 Derzeitiger Forschungsstand der Digitalisierung
3.4 Ist-Zustand der Digitalisierung innerhalb von kleinen und mittleren Unternehmen
3.5 Maßnahmen der Wirtschaftspolitik zur Förderung von Digitalisierung

4. Chancen für kleine und mittlere Unternehmen
4.1 Ökonomische Chancen
4.1.1 Smart Products
4.1.2 Digitalisierung der Prozesse
4.1.3 Neue Geschäftsmodelle
4.1.4 Wertschöpfungsnetzwerke
4.1.5 Smart Factory
4.1.6 Smart Data
4.1.7 Losgröße
4.2 Ökologische Chancen
4.2.1 Ressourceneffizienz
4.2.2 Energiemanagement
4.3 Soziale Chancen
4.3.1 Transportinfrastruktur
4.3.2 Optimiertes Gesundheitssystem
4.3.3 Neue Arbeitsplätze
4.3.4 Neue Bildungsmöglichkeiten

5. Risiken für kleine und mittlere Unternehmen
5.1 Ökonomische Risiken
5.1.1 Entwicklungsbedarf
5.1.2 Limitiertes Budget
5.1.3 Verlust von Arbeitsplätzen
5.1.4 Mitarbeiterumschulung
5.1.5 Datenmissbrauch
5.2 Ökologische Risiken
5.2.1 Fehlen von passablen Standards
5.2.2 Ressourcennutzung bei Fehlprogrammierung
5.3 Soziale Risiken
5.3.1 Datenverlust
5.3.2 Umstrukturierungsmaßnahmen

6. Fazit

7. Quellenverzeichnis
7.1 Literaturverzeichnis
7.2 Internetverzeichnis

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis

Abb. 1: Etappen der industriellen Revolution

Abb. 2: Infrastruktur cyber-physischer Systeme

Abb. 3: Internet der Dinge aus Konsumenten- und Produzentenperspektive

Abb. 4: Dienstmodelle der Cloud im Vergleich zur privaten Nutzung

Abb. 5: Konzept der präventiven Wartung

Abb. 6: Darstellung der Komponenten einer Smart Factory

Abb. 7: Konzept des Systems der „Digitalen Schiene Deutschland“

Abb. 8: Weltweite Marktprognose zu mHealth

Abb. 9: Anforderungen an den Mitarbeiter der Zukunft

Abb.10: Darstellung der Chancen- und Risikobewertung von KMUs

Tab. 1: Definition des Instituts für Mittelstandsforschung für KMU

Abkürzungsverzeichnis

Abb. Abbildung

Mio. Millionen

Vgl. Vergleiche

KMU Kleine und mittlere Unternehmen

CPS Cyber-physische Systeme

Sog. Sogenannt

ERP Enterprise Ressource Planning

Mrd. Milliarden

Etc. Et cetera

AWS Amazon Web Services

IaaS Infrastructure as a Service

PaaS Platform as a Service

SaaS Software as a Service

Z. B. Zum Beispiel

U.a. Unter anderem

RatSWD Rat für Sozial- und Wirtschaftsdaten

BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung

RFII Rat für Informationsinfrastrukturen

Ca. Circa

OECD Organization for Economic Cooperation

FuE Forschung und Entwicklung

GWB Gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen

KI Künstliche Intelligenz

BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

RFID Radio Frequency Identification

ETCS European Train Control System

BDSG Bundesdatenschutzgesetz

OPC-UA Open Platform Communcations - Unified Architecture

1. Einleitung

1.1 Zielsetzung

Mit der allgegenwärtigen Weiterentwicklung der Digitalisierung auf dem globalen Markt ist Deutschland mit der Aufgabe konfrontiert, weiterhin wettbewerbsfähig bleiben zu können. Im Rahmen der Industrie 4.0 spricht man von der sogenannten vierten industriellen Revolution.¹ Dabei handelt es sich um automatisierte Fabriken, welche sich selbst steuern können und Aufträge von Logistik bis Produktion eigenständig miteinander verknüpfen.² Den Fortschritt der Technologie bemerkt man heutzutage schon bei tragbaren Geräten (Wearables), welche mit dem Smartphone verknüpft sind. Mobile Applikationen ermöglichen die Messung des eigenen Gesundheitszustands, welcher auf dem Smartphone ständig überwacht und optimiert werden kann.³ Bezüglich des industriellen Schwerpunkts möchte man sich demnach auch innerbetrieblich neu aufstellen und sich als Technologiestandort neu positionieren.

Die Akademie der Wissenschaft (acatech), ein Verband aus diversen Wissenschaftlern⁴ und Unternehmern, hat sich mit der Thematik Industrie 4.0 auseinandergesetzt und seit 2011 eine Initiative gestartet.⁵ Somit möchten sie sich dafür einsetzen, Deutschlands Konkurrenzfähigkeit im globalen, digitalisierten Markt zu festigen. Mit der engen Verknüpfung zwischen Konsumenten und Produktion soll eine neue Dimension des Nutzererlebnisses gewährleistet werden. Individuelle Fertigungen mit speziellen Wünschen sollen zum gleichen Preis wie Massenfertigungen möglich sein, da die Anpassung der Maschinen auf Kundenwunsch in Echtzeit ohne Neuprogrammierung möglich sein soll.⁶

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind laut der Definition des Instituts für Mittelstandsforschung mit einem Anteil von über 99% in Deutschland vertreten.⁷ Stand 2018 sind über 31,7 Mio. Angestellte in KMUs tätig.⁸ Hierbei wird deutlich, dass ein großer Anteil an Mitarbeitern von dem Digitalisierungsvorhaben betroffen ist und sie somit entscheidend am Wachstum des Wirtschaftsstandorts beteiligt sind. Aus diesem Grund soll in der vorliegenden Bachelorarbeit das Ziel sein zu bestimmen, welchen Chancen und Risiken kleine und mittlere Unternehmen hinsichtlich Industrie 4.0 gegenüberstehen.

1.2 Struktur und Ablauf der Arbeit

In den folgenden Abschnitten der vorliegenden Thesis werden zunächst die Hauptkomponenten der Industrie 4.0 erläutert, sodass man einen Überblick bezüglich der Funktionsweise erlangen kann. Daraufhin wird darauf eingegangen, wie weit die Digitalisierung in KMUs fortgeschritten ist. In diesem Abschnitt wird auch diskutiert, welche Schritte von der Regierung initiiert wurden, um die Digitalisierung in Deutschland anzukurbeln. Nach der Vorstellung der Hauptaspekte, werden zunächst die Chancen für KMUs nach wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Faktoren vorgestellt. Nach der Darbietung positiver Gesichtspunkte werden potenzielle Risiken nach den identischen Eigenschaften herausgearbeitet. Zusammenfassend werden die positiven und negativen Potenziale für KMUs gegenübergestellt, sodass man die Zielsetzung der Thesis adäquat beantworten kann.

2. Theoretische Grundlagen der Industrie 4.0

2.1 Definition Industrie 4.0

Acatech hat sich an der Konzeptionierung der Industrie 4.0 nachhaltig beteiligt. Demnach beinhaltet Industrie 4.0 die aktuellste Art der sog. industriellen Revolution (1. industrielle Revolution = mechanische Produktion mithilfe von Wasser und Dampf, 2. industrielle Revolution = Massenproduktion in Verbund mit elektrischer Energie, 3. industrielle Revolution = Gebrauch von IT sowie Elektronik zur Automatisierung diverser Prozesse).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1 Etappen der industriellen Revolution⁹

Diverse Einrichtungen und Verbände wie Bitkom, ZVEI und VDMA haben in Zusammenarbeit mit zahlreichen Professoren Industrie 4.0 und deren Inhalt definiert.¹⁰ In der Industrie 4.0 werden Beschaffungswege selbstständig durch intelligente Produkte verkürzt, Maschinen durchgängig in Echtzeit mit wertvollen Informationen bedient und Prozesse konstant kontrolliert.

Laut der Definition der angeführten Verbände lässt sich ableiten, dass Industrie 4.0 die gesamte Wertschöpfungskette der Produktlebenszyklen beschreibt. Ein erhöhter Fokus der Kundenorientierung soll weiterhin im Vordergrund stehen. Somit behandelt die Industrie 4.0 die individualisierten Wünsche der Kunden über den gesamten Entstehungsprozess des Produkts. Näher erläutert bedeutet dies, dass sich das Prinzip Industrie 4.0 über Bereiche wie Idee, Produktion, Belieferung, Verarbeitung und weitere Dienstleistungen, welche produktspezifisch sind, erstreckt.¹¹

Somit ist klar kommuniziert, dass Industrie 4.0 nicht lediglich einen spezifischen Teil der Wertschöpfungskette behandelt, sondern den allumfänglichen Entstehungsprozess diverser Produkte.¹² Kundenspezifische Wünsche sollen durch Kombination der Produktentwicklung mit Informationstechnologie realisiert werden.¹³

Vernetzte Produktionsbestandteile wie Aufträge, Betriebsmittel, Materialien usw. werden in das Konzept der cyber-physischen Systeme (CPS) implementiert. Die Funktion der sog. CPS liegt darin, physische Bestandteile und Durchgänge mit virtuellen Prozessen und Gegenständen über globale Kommunikation in Echtzeit zu verbinden.¹⁴

2.2 Merkmale und Technologien von Industrie 4.0

Industrie 4.0 ist, wie bereits erwähnt, nicht die Veränderung eines kleinen Teils der Prozesskette, sondern umfasst die gesamte Wertschöpfungskette. Aus dem vorliegenden Prinzip lassen sich nennenswerte Technologien und Merkmale ableiten, welche innerhalb der Industrie 4.0 vorkommen. Gerade im Fokus stehen cyber-physische Systeme wie diverse Maschinen, Anlagen, Objekte etc., welche mithilfe von angebrachter Sensorik „intelligent“ werden. Sie sind demnach eindeutig identifizierbar und bieten die Grundlage für verschiedene Bearbeitungsmöglichkeiten.¹⁵ Diese intelligenten Maschinen sind miteinander über das sog. Internet der Dinge, einer umfangreichen Internetinfrastruktur, vernetzt.¹⁶

Bezüglich der Merkmale der Industrie 4.0 ist zu erwähnen, dass besonders Aspekte wie Autonomisierung und Individualisierung im Verbund mit einer durchgängigen Vernetzung in Echtzeit grundlegende Werte der weitverbreiteten Idee darstellen.¹⁷ Beispielsweise sind Maschinen innerhalb einer Produktionsstätte miteinander verbunden und geben wertvolle Informationen mithilfe der Sensorik weiter. Dadurch werden Ersatzteile bei erkanntem Defekt automatisch weitergegeben und neue Teile bestellt. In diesem Fall ist kein Techniker notwendig, der diese Information weiterleiten muss, sondern das System übernimmt Analyse und Nachbestellung in einem automatisierten Prozess.

In den folgenden Kapiteln werden die wesentlichen Bestandteile der Industrie 4.0 näher erläutert, sodass die Funktionalität des Konzepts in optimalem Maße dargestellt werden kann.

2.3 Eingebettete und Cyber-Physische Systeme

Unter cyber-physischen Systemen versteht man in der Industrie 4.0 intelligente Produkte, welche mithilfe von technischen Bestandteilen und dem Internet oder anderen Kommunikationswegen miteinander kommunizieren. Technisch gesehen kann eine Maschinenanlage Ressourcen im ERP-System (Enterprise Ressource Planning = System zur Auffassung betriebsrelevanter Prozesse¹⁸ ) notwendige Funktionsteile nachbestellen.¹⁹ Jedoch werden für diese Art von Aktionen eingebettete Systeme benötigt, welche eine maschineneigene Software-Infrastruktur bieten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2 Infrastruktur cyber-physischer Systeme²⁰

Unter der genannten Einbettung versteht man, dass Software-Komponenten mit Maschinen verbunden werden und somit eine Symbiose zwischen Software sowie Hardware entsteht. Somit können die Maschinen miteinander kommunizieren und relevante Daten verarbeiten. Je nach Anwendungsgebiet müssen die technischen Faktoren angepasst werden. Beispielsweise werden Daten, die auf einem Schiff entstehen, aufgrund der beschränkten Konnektivität in einem Zwischenspeicher aufbewahrt. Andererseits können Daten bei industriellen Maschinen mit festem Standort direkt weitergeleitet werden.²¹

In der heutigen Zeit sind ungefähr 25 Mrd. Geräte mit dem Internet verbunden. Laut Meinung einiger Experten wird sich diese Zahl innerhalb der nächsten fünf Jahre verdoppeln.²² Diese rapide Veränderung liegt in dem Wandel des Konsumentenverhaltens. Konsumenten erwarten ein Konzept, welches stark auf sie individualisiert wurde und ihre Wünsche vollkommen befriedigt. Sie möchten, dass sich die Produkte an sie anpassen und nicht umgekehrt. Mittlerweile spricht man von einem Konsumentenmarkt, da sich die Produzenten nach den jeweiligen Präferenzen richten müssen und miteinander konkurrieren. Durch die Implementierung cyber-physischer Systeme werden Anfragen und Veränderungen innerhalb kürzester Zeit umgesetzt sowie verarbeitet.²³ Dadurch entsteht ein verändertes Nutzererlebnis und der Kunde kann sich mit dem jeweiligen Produkt stärker identifizieren.

2.4 Internet der Dinge

Die vernetzten Geräte sind über das sog. „Internet der Dinge“ miteinander verbunden und können weiterhin gelenkt sowie überwacht werden. Dieser Begriff umfasst die Konnektivität diverser Geräte anhand einer globalen Infrastruktur. Durch die Verarbeitung umfangreicher Informationen entstehen enorme Summen an Daten.²⁴ Ohne das Konzept der cyber-physischen Systeme kann das Internet der Dinge nicht funktionieren, da die Dinge miteinander durch erhöhte Technologie vernetzt sein müssen. Dabei ist man stark abhängig von dem industriellen Fortschritt, welcher festlegt, inwiefern das Internet der Dinge bedient werden kann. Sobald man als Industriestandort nicht konkurrieren kann, wird man die cyber-physischen Systeme nicht wettbewerbsfähig anbieten können.²⁵

Mit dem Internet der Dinge und dem Entstehen zahlreicher Applikationen für den Konsumenten entstehen neue Geschäftsmodelle, an welchen sich der Verbraucher bedienen kann. Jedoch werden für die neuen Geschäftsmodelle auch personenbezogene Daten aufgenommen. Der Verbraucher muss abwägen, welche Daten er zum jeweiligen Zweck freigibt.²⁶ Somit leitet sich ab, dass sensible Daten weitergegeben werden können, welche dem Nutzer eventuell nicht bewusst sind und ohne großen Aufwand für weitere Zwecke überwacht werden können. Für die Unternehmen oder andere Institutionen bieten sich demnach neue Wege der Informationserfassung an, mit welchen sie fortführende Geschäfte tätigen können.

Abb. 3 Internet der Dinge aus Konsumenten- und Produzentenperspektive²⁷

Resultierend daraus profitiert ein Unternehmen in erhöhtem Maße, da man einerseits dem Endkonsumenten ein fortgeschrittenes Produkt oder Service anbietet, aber auch die Daten zur Weiterverarbeitung an interessierte Kunden weiterleiten könnte. Dies ist natürlich nur möglich, wenn die persönliche Einwilligung des Kunden ausgedrückt wurde.

2.5 Big Data

Wie bereits vorher erwähnt, fallen in vernetzten Systemen enorme Datenmengen an, da verschiedene Sensoren innerhalb der Geräte und Anlagen miteinander verknüpft sind.²⁸ Der enorme Informationsfluss wird unter dem Begriff „Big Data“ zusammengefasst. Näher erläutert werden drei Kriterien in das Konzept miteinbezogen: „Volume“, „Velocity“ und „Variety“ (= Menge, Tempo und Varianz). Unter der Kategorie „Volume“ wird verstanden, dass bei der wachsenden Anzahl an vernetzten Geräten und der Steigerung von Sensoren mit Zuwachs der Konsumenten die Menge an Informationen erheblich steigt. Das zweite Kriterium befasst sich damit, dass relevante Daten von Produktionsstätten oder auch von anderen Geräten in Echtzeit, also enormer Geschwindigkeit, weitergeleitet werden. Es ist demnach unmöglich, die Messdaten ohne ausgereifte Technologien zu überwachen und auszuwerten. Die Vielfältigkeit der Daten ist ebenfalls ein Kriterium, da beispielsweise in einer Produktion Daten aus Lagerbestand, Maschinenstatus, Lieferung, Wartung etc. anfallen und somit eine Varianz entsteht.²⁹

Darüber hinaus muss auch zwischen industriellen und personenbezogenen Daten unterschieden werden. Ingenieure von cyber-physischen Systemen und deren Sensorik entwickeln die Soft- und Hardware so, dass die Informationen gleich messbar und zu verarbeiten sind. Daraus resultierend werden die anfallenden Daten im Vorhinein definiert und deren Messbarkeit wird festgelegt. Bei personenbezogenen Daten hingegen muss zunächst der Kontext der Informationen festgelegt werden. Dies bedeutet fernerhin, dass Informationen wie Suchvorgänge mit gezielten Werbeplatzierungen verbunden werden müssen, um die Daten zielführend miteinander zu verknüpfen. Bevor die Daten jedoch in beiden Fällen verarbeitet werden, müssen sie gezielt sortiert werden. Alle Informationen zu vermitteln wäre strikt ineffizient, daher muss ein großer Filter angesetzt werden, um die Datennutzung passabel zu ordnen.³⁰

Big Data ist in sozialen Netzwerken und auf anderen digitalen Plattformen bereits hochaktuell. Auf Amazon wird das Kaufverhalten durch Suchvorgänge und getätigte Käufe dauerhaft überwacht, wodurch mit der Funktion „Das könnte sie auch interessieren“ zum Konsumverhalten passende Produkte angeboten werden. Somit wird die Art und Weise des Konsums konsequent analysiert, wodurch Rückschlüsse gezogen werden. Hierbei wird klassisches „Cross-Selling“ betrieben.³¹ Cross-Selling beinhaltet die Nutzung des Konsumpotenzials durch das Anbieten weiterer spezifischer Angebote.³²

2.6 Cloud Computing

Da die großen Datenmengen, welche im Rahmen der Big Data entstehen, enorme Speicherkapazitäten benötigen, müssen Anbieter auf externe Server zurückgreifen. Für die meisten Unternehmen ist es kostentechnisch gesehen nicht tragbar, eigenständige IT-Infrastrukturen aufzusetzen. Auf Unternehmen kommen Kosten für Personal, Wartung, Serverleistung etc. zu. Meistens werden die aufgesetzten internen Server nicht völlig ausgeschöpft, wodurch vermeidbare Kosten entstehen. Sobald der Fall eintritt, dass die bereitgestellte Serverleistung ungenügend ist, ist es oft schwierig, kurzfristige Lösungen zu finden. Um die verfügbaren Ressourcen effektiv zu nutzen und Mehrkosten zu vermeiden, greifen viele kleine und mittlere Unternehmen auf das sog. „Cloud Computing“ zu. Mit dem Cloud Computing ist gemeint, dass eine externe IT-Infrastruktur zur Verfügung gestellt wird, anhand derer Kunden durch digitale Services Rechner bedienen können. Mithilfe des Internets wird durch die Cloud-Technologie eine Plattform angeboten, anhand welcher der Kunde seine Dienstleistung verrichten kann.³³

Amazon hat mit den „Amazon Web Services“ (AWS) die genannte Technologie vorgestellt. Man kann demnach auf den eigenen Server verzichten und je nach Bedarf die Cloud-Technologie von Amazon nutzen. AWS beinhaltet keine Kappung der Speicherkapazität, wodurch eine unbegrenzte Nutzung ermöglicht wird. Durch dieses Konzept trägt der Nutzer nicht mehr die Verantwortung über Hardwareinfrastruktur und passende Software, sondern er kann problemlos arbeiten. Die Cloud-Technologie wird in drei Varianten angeboten.³⁴

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4 Dienstmodelle der Cloud im Vergleich zur privaten Nutzung³⁵

In der ersten Variante (IaaS = Infrastructure as a Service) ist der Kunde in der Lage, einen virtuellen Server zu mieten und ihn nach Bedarf zu verwenden. Dieses Konzept wurde bereits in den vorherigen Zeilen im Sinne der Speicherkapazität näher erläutert. Die zweite Möglichkeit beruht auf dem Modell Platform as a Service (PaaS). Auf dieser Grundlage kann der Kunde die jeweilige Software für Entwicklungs- und Testzwecke verwenden. Die dritte Wahl liegt bei dem Modell Software as a Service (SaaS). In diesem Modell wird eine Software über die Cloud-Plattform angeboten und kann über jedes beliebige Gerät verwendet werden.

Umfassend ist festzustellen, dass Cloud Computing fest mit der Industrie 4.0 verankert ist. Sobald man das System der Industrie 4.0 mit Komponenten wie z. B. cyber-physische Systemen einpflegen und initiieren möchte, benötigt man eine skalierbare Plattform wie diese der Cloud-Plattform. Somit wird den Kunden je nach Größe und Bedarf stets die Verfügbarkeit der Services geboten. Ohne die Cloud-Technologie können vor allem kleine und mittlere Unternehmen ihre Dienste im Internet der Dinge nicht anbieten.³⁶

3. Digitalisierung innerhalb kleiner und mittlerer Unternehmen

Um zielführend auf Chancen und Risiken der Industrie 4.0 eingehen zu können, sollte zunächst festgestellt werden, inwiefern kleine und mittlere Unternehmen im Rahmen der Digitalisierung für das vorliegende Konzept beschaffen sind. Demnach gilt es zu bestimmen, wie sich Digitalisierung definieren lässt und was die Hauptaspekte sind. Vor allem richtet sich der nächste Abschnitt jedoch auf den momentanen Forschungsstand der Digitalisierung und den verfügbaren Handlungsmöglichkeiten von kleinen und mittleren Unternehmen, um hinsichtlich der folgenden zukünftigen Herausforderungen wettbewerbsfähig zu bleiben.

3.1 Definition Digitalisierung

Der Begriff der Digitalisierung ist eng mit der Disruption bestehender Geschäftsmodelle verwoben. Am Beispiel der klassischen LP-Sammlungen in den 80er-Jahren ist die Disruption („to disrupt“ = spalten) sehr deutlich zu erkennen, da diese Sammlungen durch die Erfindung der CD ersetzt wurden. Mit der Implementierung von MP3 wurde die Aufbewahrung von Musik revolutioniert und somit wurden Lieder digitalisiert.³⁷ Am Beispiel von digitalen Büchern (e-Books) ist das Prinzip der Disruption ebenfalls zu erkennen. Fortgeschrittene Märkte wie der Bücherhandel wurden gespalten und auf die digitale Ebene verschoben.

Bezogen auf die Digitalisierung an sich lässt sich sagen, dass Informationen in digitaler Form vorliegen und die Möglichkeit besteht, diese Informationen zu verarbeiten. Bei eingescannten Bildern spricht man nicht von digitalisierten Dateien, da man sie nicht bearbeiten kann. Demnach liegt die Quintessenz darin, Dokumente je nach Belieben verändern zu können und diese an die geforderten Angaben anzupassen.³⁸ Ein Beispiel für Digitalisierung liegt in der Einführung von E-Mails. Sie haben das Anfertigen klassischer Briefe zu einem Großteil ersetzt, da sie mit ihrer schnellen Empfangbarkeit offensichtliche Vorteile bieten. Durch die Digitalisierung werden Ressourcen gespart und Prozesse können beschleunigt werden. Materielle Objekte werden rekonstruiert und können mithilfe verschiedener Applikationen in Simulationen getestet werden. Dadurch können Vorhersagen gezielt getroffen und in zeitlich kürzeren Abständen getätigt werden, da Simulationen beschleunigt werden können.³⁹

3.2 Begriffsbestimmung von kleinen und mittleren Unternehmen

KMUs sind nach der Definition des Instituts für Mittelstandsforschung Unternehmen mit einer Größe bis 499 Mitarbeitern sowie einem jährlichen Umsatz von maximal 50 Mio. Euro.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1 Definition des Instituts für Mittelstandsforschung für KMU⁴⁰

Über 99% aller Unternehmen in Deutschland gehören der Kategorie der KMU an und beschäftigen über die Hälfte der Beschäftigten. Die deutsche Wirtschaft genießt einen besonderen Status auf dem Weltmarkt, da sie über 1500 marktführende Unternehmen verfügt (sog. Hidden Champions). Diese „Hidden Champions“ sorgen dafür, dass die wirtschaftliche Lage Deutschlands aufrechterhalten werden kann. Die Strukturen der KMU sind oft vielfältig und oft mit einem traditionellen Hintergrund versehen. Demnach findet man innerhalb des Segments der KMU oft Traditionsbetriebe wie Bäcker oder Tischler, aber auch unternehmensfokussierte Dienstleister in der Beratung sowie der Applikationsentwicklung. Oft haben sich Experten in Nischen über langjährige Erfahrungssammlung etablieren können, wodurch sich zahlreiche Unternehmen den Status des Hidden Champions verdient haben. Logischerweise haben diese Unternehmen im Vergleich zu Großunternehmen ein geringfügiges Budget, wodurch Digitalisierungsmaßnahmen nicht ohne gezielte Absprache und finanzielle Abwägung getroffen werden. Daraus resultierend müssen KMU auf digitale Lösungen zurückgreifen, welche im Rahmen ihrer finanziellen Situation implementierbar sind.⁴¹

3.3 Derzeitiger Forschungsstand der Digitalisierung

Die Forschung der Digitalisierung wird bereits seit über 30 Jahren getätigt. Die ersten Studien zur Digitalisierung wurden im Rahmen der fortschreitenden Globalisierung beginnend mit dem Jahre 1994 durchgeführt, da die Relevanz von KMU und Hidden Champions anstieg. Nischenexpertise musste skalierbar gemacht werden, um weltweit zugänglich zu sein und von Kooperationen profitieren zu können. Mit der Entstehung des Begriffs Industrie 4.0 ist das Thema der Digitalisierung allgegenwärtig geworden.⁴²

In Deutschland hat der Rat für Sozial- und Wirtschaftsdaten (RatSWD) eine Forschungsdateninfrastruktur aufgesetzt. Diese soll das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) entlasten und bei der Informationsfindung bezüglich Digitalisierungsthemen unterstützen. Die Hauptfunktion liegt darin, bestehende Informationsstrukturen miteinander zu verknüpfen, wodurch neue Erkenntnisse erschlossen werden. Somit werden allgemein zugängliche Informationen nachprüfbar und bieten darüber hinaus die Grundlage, Forschungsdaten zu archivieren. Mit dem Beschluss, den Rat für Informationsinfrastrukturen (RFII) im Jahr 2015 zu gründen, wurde eine enge Kooperation zwischen dem RatSWD und dem RFII eingeführt. Der enge Zusammenhalt zwischen den beiden Räten führt dazu, dass die Bereiche Wissenschaft und Politik im ständigen Austausch stehen.⁴³

In spezifischen Einzelkategorien, wie der Geisteswissenschaften oder der Gesundheitsförderung, hat das BMBF bereits diverse Maßnahmen eingeleitet. In den Geisteswissenschaften werden Universitäten durch Kompetenzzentren gefördert. Beispielsweise unterstützt man „Digital Humanities“, welche sich mit der der digitalen Aufarbeitung von geisteswissenschaftlichen Daten befassen, sie analysieren und visualisieren.⁴⁴ Weiterhin werden seit 2016 unter der Bezeichnung „eHeritage“ relevante Informationen der Kulturwissenschaft digital aufbereitet. Bezogen auf die Gesundheitsförderung wird seit 2015 eine Bioinformatik-Infrastruktur aufgebaut, um bioinformatische Dienstleistungen anbieten zu können. Bezüglich Big Data fördert das BMBF seit 2014 ein Datenzentrum in Berlin. Dort werden Technologien hergestellt, um enorme Datenströme ordnen zu können, aber auch nennenswerte Erkenntnisse festzuhalten. Datenwissenschaftler werden in diesen Zentren angelernt und für die zukünftige Phase der Digitalisierung vorbereitet. Somit lässt sich zusammenfassen, dass das BMBF umfangreiche Förderungen anstrebt, um die technologische und wirtschaftliche Position Deutschlands aufrechtzuerhalten.⁴⁵

Aktuell geht man laut bisheriger Forschung davon aus, dass eine vermehrte Arbeitsmarktpolarisierung herrscht. Darunter versteht man, dass die Anzahl von Tätigkeiten mit geringem und hohem Anforderungsprofil tendenziell steigen, wobei Positionen mit mittlerem Know-How sinken. Dies wird in der fortschreitenden Digitalisierung begründet. Neue Digitalisierungsformen und die Automation von Maschinen sorgen dafür, dass komplizierte oder analytisch anspruchsvolle Maßnahmen von hochqualifizierten Arbeitskräften ausgeführt werden. Ähnliche Aufgaben mit motorischem Geschick werden zusätzlich von geringer qualifizierten Mitarbeitern durchgeführt.

Hinsichtlich des Forschungsstands der Digitalisierung lässt sich auch eine Messbarkeit anhand des Fortschritts in der Roboter-Technologie ableiten. Zunächst ging man davon aus, dass die Einführung von Robotern zur Massenarbeitslosigkeit führen würde. In Deutschland kommen auf 10.000 Mitarbeiter 74 Roboter zum Einsatz. In Deutschland kam es zu einer Veränderung der Beschäftigungsstruktur, jedoch keiner erhöhten Arbeitslosigkeit mit der Digitalisierung als Hauptgrund. Mit der Einführung der CNC-Maschinen wurden Aufgabenbereiche der Mitarbeiter ersetzt. Ihnen wurden jedoch andere Aufgaben innerhalb des Betriebs gegeben, wodurch sich ihre Gehaltsstruktur verändert hat. Dadurch lässt sich feststellen, dass mit Einführung der CNC-Maschinen Mitarbeiter über 25 Jahre kumuliert eine geringfügigere Gehaltsstruktur einhergeht (bis zu 70% eines Durchschnittgehalts).⁴⁶

[...]

---

¹ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der DingeS. 4.

² Vgl. ebd. S. 6.

³ Vgl. Fernhochschule: Digitalisierung in Wirtschaft und WissenschaftS. 37.

⁴ Aus Gründen der leichteren Lesbarkeit wird in der vorliegenden Bachelorarbeit die männliche Sprachform bei personenbezogenen Substantiven und Pronomen verwendet. Dies deutet jedoch nicht auf eine Benachteiligung des weiblichen Geschlechts, sondern ist im Sinne der sprachlichen Vereinfachung zu begründen.

⁵ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der DingeS. 4.

⁶ Vgl. Obermaier: Industrie 4.0 als unternehmerische GestaltungsaufgabeS. 8.

⁷ Vgl. Lindner: KMU im digitalen WandelS. 1.

⁸ https://www.kfw.de/KfW-Konzern/KfW-Research/Mittelstand.html. Zuletzt eingesehen am 12.11.2019 um 09:55 Uhr.

⁹ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge. S. 4.

¹⁰ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge. S. 4.

¹¹ Vgl. Sendler: Industrie 4.0 grenzenlos. S. 17.

¹² Vgl. ebd. S. 18.

¹³ Vgl. Seiter et al.: Betriebswirtschaftliche Aspekte von Industrie 4.0. S. 5.

¹⁴ Vgl. Obermaier: Industrie 4.0 als unternehmerische Gestaltungsaufgabe. S. 7–8.

¹⁵ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge. S. 6.

¹⁶ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge. S. 6.

¹⁷ Vgl. Reinheimer: Industrie 4.0. S. 162.

¹⁸ https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/enterprise-resource-planning-system-51587. Zuletzt eingesehen am 13.11.2019 um 12:22 Uhr.

¹⁹ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge.S. 13.

²⁰ Vgl. Huber: Industrie 4.0 kompakt – Wie Technologien unsere Wirtschaft und unsere Unternehmen verändernS. 73.

²¹ Vgl. ebd. S. 14.

²² Vgl. Huber: Industrie 4.0 kompakt – Wie Technologien unsere Wirtschaft und unsere Unternehmen verändern. S. 72.

²³ Vgl. Huber: Industrie 4.0 kompakt – Wie Technologien unsere Wirtschaft und unsere Unternehmen verändernS. 72 – 73.

²⁴ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der DingeS. 6.

²⁵ Vgl. Sendler: Industrie 4.0 grenzenlosS. 25.

²⁶ Vgl. ebd. S. 26.

²⁷ https://www.i-scoop.eu/internet-of-things/. Zuletzt eingesehen am 13.11.2019 um 15:32 Uhr.

²⁸ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der DingeS. 6.

²⁹ Vgl. Sendler: Industrie 4.0 grenzenlosS. 46.

³⁰ Vgl. ebd. S. 47

³¹ Vgl. Kraus: Big Data – Einsatzfelder und Herausforderungen. S. 10.

³² https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/cross-selling-29491. Zuletzt eingesehen am 16.11.2019 um 15:25 Uhr.

³³ Vgl. Kaufmann: Geschäftsmodelle in Industrie 4.0 und dem Internet der DingeS. 23.

³⁴ Vgl. Sendler: Industrie 4.0 grenzenlosS. 50.

³⁵ Vgl. Reinheimer: Industrie 4.0S. 34

³⁶ Vgl. ebd. S. 51.

³⁷ Vgl. Schlotmann: Digitalisierung auf mittelständischS. 1.

³⁸ Vgl. ebd. S. 12.

³⁹ Vgl. Neugebauer: Digitalisierung. S. 10.

⁴⁰ Vgl. Lindner: KMU im digitalen WandelS.6.

⁴¹ Vgl. Lindner: KMU im digitalen Wandel. S. 1-5.

⁴² Vgl. ebd. S. 9.

⁴³ https://www.bmbf.de/de/digitalisierung-zeitenwende-fuer-die-forschung-3854.html. Zuletzt eingesehen am 20.11.2019 um 11:00 Uhr.

⁴⁴ https://www.academics.de/ratgeber/digital-humanities-berufschancen. Zuletzt eingesehen am 20.11.2019 um 11:20 Uhr.

⁴⁵ https://www.bmbf.de/de/digitalisierung-zeitenwende-fuer-die-forschung-3854.html. Zuletzt eingesehen am 20.11.2019 um 11:00 Uhr.

⁴⁶ Vgl. Fichtl et al.: ifo Studie: Auswirkungen der Digitalisierung auf den ArbeitsmarktS. 16 – 18.