Diese Arbeit untersucht, welchen Chancen und Risiken kleine und mittlere Unternehmen hinsichtlich Industrie 4.0 gegenüberstehen. 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. Dabei handelt es sich um automatisierte Fabriken, welche sich selbst steuern können und Aufträge von Logistik bis Produktion eigenständig miteinander verknüpfen.
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. Bezüglich des industriellen Schwerpunkts möchte man sich demnach auch innerbetrieblich neu aufstellen und sich als Technologiestandort neu positionieren.
Die Akademie der Wissenschaft, ein Verband aus diversen Wissenschaftlern und Unternehmern, hat sich mit der Thematik Industrie 4.0 auseinandergesetzt und seit 2011 eine Initiative gestartet. 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.
Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind laut der Definition des Instituts für Mittelstandsforschung mit einem Anteil von über 99 % in Deutschland vertreten. Stand 2018 sind über 31,7 Mio. Angestellte in KMUs tätig. Hierbei wird deutlich, dass ein großer Anteil an Mitarbeitern von dem Digitalisierungsvorhaben betroffen ist und sie somit entscheidend am Wachstum des Wirtschaftsstandorts beteiligt sind.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Struktur und Ablauf der Arbeit
2. Theoretische Grundlagen der Industrie 4.0
2.1 Definition Industrie 4.0
2.2 Merkmale und Technologien von Industrie 4.0
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 1
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
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Bachelor-Thesis untersucht das Potenzial der Industrie 4.0 für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Deutschland. Ziel der Arbeit ist es, die spezifischen Chancen und Risiken zu identifizieren, die sich für diese Unternehmen im Kontext der digitalen Transformation und der damit verbundenen technologischen Veränderungen ergeben, um ihre Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern.
- Grundlagen und technologische Treiber der Industrie 4.0
- Status quo der Digitalisierung in kleinen und mittleren Unternehmen
- Ökonomische, ökologische und soziale Chancen durch Industrie 4.0
- Herausforderungen und Risiken bei der Implementierung digitaler Systeme
Auszug aus dem Buch
4.1.2 Digitalisierung der Prozesse
Mit digitalisierten, „smarten Prozessen“ stehen Prozesse, welche mit ERP-Systemen gesteuert werden, nicht im Fokus. Hierbei konzentriert man sich auf Prozesse, welche mithilfe digitaler Tools und durch die Verwendung von Algorithmen realisiert werden. Beispielsweise wird der Einsatz von Technikern durch die Anwendung eines Algorithmus bei Schindler optimiert.65 Schindler ist ein Anbieter von Aufzügen und Fahrtreppen.66 Servicetechniker müssen oft ineffiziente Fahrwege nehmen oder sind für die erforderte Aufgabe nicht ausreichend qualifiziert. Mit dem ermittelten Algorithmus des Fraunhofer Instituts für das Unternehmen Schindler werden diverse Aspekte rund um den Service beachtet. Zum einen wird die Entfernung sowie die Zeit zum nächsten Einsatz ermittelt, zum anderen wird festgestellt, welche Art der Reparatur vollzogen werden soll und welche relevanten Kenntnisse gefordert sind.
Daraus resultierend ergibt sich ein angepasster Plan für die Servicetechniker, wodurch der gesamte Prozess optimiert wird. Durch die vorgesehenen Maßnahmen werden jährlich Einsparungen von 4500 Tonnen CO2 und ca. 40 Millionen Fahrkilometern erzielt.67
Im Hinblick auf Maschinen zeigt ein weiteres Beispiel das Potenzial von digitalisierten Prozessen. Eine Werkzeugmaschine muss vorab von einem Facharbeiter programmiert werden, sodass sie funktionieren kann. Somit entsteht nach jedem erfolgreichen Auftrag ein Puffer, in welchem der Facharbeiter die Maschine für den neuen Auftrag neu programmieren muss. Dies nimmt mehrere Stunden in Anspruch. Innerhalb dieses Intervalls ist die Maschine stillgelegt und erzeugt keine Produkte. Sobald man die Maschine digitalisiert und dementsprechend einen „digitalen Zwilling“ simuliert, ist man in der Lage, die Programmierung virtuell während der Bearbeitungsdauer der Maschine zu tätigen. Dadurch ist der Facharbeiter in der Zeit, in welcher die Maschine am Arbeiten ist, produktiver. Durch diesen Ansatz wurde eine Steigerung der Produktivität um 10% erzielt und Ersparnisse bis zu 80% hinsichtlich des Aufbaus der echten Maschine erwirtschaftet. Das Prinzip des digitalen Zwillings kann in jeder Phase der Wertschöpfungskette angewandt werden.68
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung thematisiert die Herausforderungen der Industrie 4.0 für Deutschland und definiert die Zielsetzung, Chancen und Risiken für KMU zu bestimmen.
2. Theoretische Grundlagen der Industrie 4.0: Dieses Kapitel erläutert die technischen Kernkonzepte der Industrie 4.0, wie Cyber-Physische Systeme, das Internet der Dinge, Big Data und Cloud Computing.
3. Digitalisierung innerhalb kleiner und mittlerer Unternehmen: Es wird der aktuelle Forschungsstand sowie der Ist-Zustand der Digitalisierung bei KMU analysiert, ergänzt um politische Fördermaßnahmen.
4. Chancen für kleine und mittlere Unternehmen: Hier werden die ökonomischen, ökologischen und sozialen Potenziale der Industrie 4.0 detailliert anhand von Anwendungsbeispielen wie Smart Products und Smart Factory aufgezeigt.
5. Risiken für kleine und mittlere Unternehmen: Dieses Kapitel arbeitet die Herausforderungen ab, insbesondere im Bereich Fachkräftemangel, IT-Sicherheit, begrenztes Budget und notwendige Mitarbeiterumschulungen.
6. Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bewertet die langfristige Bedeutung der Digitalisierung für die Wettbewerbsfähigkeit deutscher KMU.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, kleine und mittlere Unternehmen, KMU, Digitalisierung, Cyber-physische Systeme, Internet der Dinge, Big Data, Cloud Computing, Smart Factory, Smart Products, Wettbewerbsfähigkeit, Ressourceneffizienz, Prozessoptimierung, Arbeitsmarkt, IT-Sicherheit.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelor-Thesis grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Auswirkungen der Industrie 4.0 auf kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in Deutschland unter Berücksichtigung von Chancen und Risiken.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Zentrale Themen sind die technologischen Grundlagen der Industrie 4.0, deren Anwendung in KMU sowie die wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Konsequenzen dieser Transformation.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel besteht darin, durch die Analyse von Potenzialen und Herausforderungen aufzuzeigen, wie KMU die Digitalisierung für ihre langfristige Wettbewerbsfähigkeit nutzen können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturanalyse bestehender Studien und Forschungsergebnisse zur Digitalisierung und Industrie 4.0 im Mittelstand.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen, den Ist-Zustand der Digitalisierung bei KMU sowie eine detaillierte Gegenüberstellung von Chancen und Risiken.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Industrie 4.0, KMU, Digitalisierung, Smart Factory, Cyber-physische Systeme, Prozessoptimierung und Wettbewerbsfähigkeit.
Wie bewertet die Arbeit die Rolle von Smart Products für KMU?
Die Arbeit sieht in Smart Products eine große Chance, da sie individualisierte Kundenwünsche bedienen und durch eingebettete Systeme Prozesse effizienter gestalten können.
Welche sozialen Risiken sieht der Autor bei der Digitalisierung?
Neben dem Risiko des Arbeitsplatzverlustes durch Automatisierung werden die Belastung durch ständige Überwachung sowie die Notwendigkeit umfangreicher Umschulungen als soziale Risiken identifiziert.
Warum spielt die IT-Sicherheit eine so wichtige Rolle für den Mittelstand?
Aufgrund der zunehmenden Vernetzung von Maschinen und der Verarbeitung sensibler Daten steigt die Anfälligkeit für Cyber-Angriffe, die hohe finanzielle Schäden und Reputationsverluste verursachen können.
- Citar trabajo
- Edwin Hartonian (Autor), 2019, Industrie 4.0 und Digitalisierung. Chancen und Risiken für kleine und mittlere Unternehmen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1014846
