Die vierte industrielle Revolution

Bereitschaft der Deutsch - Schweizer Bevölkerung


Bachelorarbeit, 2017

196 Seiten, Note: 5.6


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Danksagung

Abkürzungsverzeichnis

Abstract

1. Einleitung
1.1. Ausgangslage
1.2. Fragestellung
1.3. Zielsetzung
1.4. Abgrenzung
1.5. Aufbau der Arbeit

2. Theorieteil
2.1. Die Geschichte der industriellen Revolutionen
2.1.1. Die erste industrielle Revolution
2.1.2. Die zweite industrielle Revolution
2.1.3. Die dritte industrielle Revolution
2.1.4. Die vierte industrielle Revolution
2.2. Technologiefelder der vierten industriellen Revolution
2.2.1. Robuste Netze
2.2.2. Cyber Physical Systems
2.2.3. Smart Factory
2.2.4. Cloud Computing
2.2.5. IT-Sicherheit
2.2.6. Zusammenspiel der Technologiefelder
2.3. Geschäftsmodelle der vierten industriellen Revolution
2.3.1. Evolutionäres Szenario
2.3.2. Disruptives Szenario
2.4. Endkunden-Produkt-Fokus
2.4.1. Produktdefinition
2.4.2. Dienstleistungsdefinition
2.4.3. Produkte und Dienstleistungen der Industrie 4.0
2.4.4. Produkte Auswahl
2.5. Diffusion und Adoption
2.5.1. Ottawa Model of Research
2.5.2. Diffusionstheorie
2.5.3. Adoptionstheorie
2.6. Hypothesen
2.7. Forschungsfrage: Ein Ausblick

3. Methodenteil
3.1. Stichprobenmethoden
3.2. Erhebungsmethoden
3.2.1. Telefonische Umfrage durch ein unabhängiges Institut
3.2.2. Schriftliche Umfrage durch ein unabhängiges Institut
3.2.3. Online-Umfrage - Web Survey
3.2.4. Kundenworkshops
3.2.5. Kundenbefragung durch Fragebogen beim Produkt
3.3. Methodenwahl
3.4. Operationalisierung
3.5. Stand der Forschung
3.5.1. Studie: Pragmatische Internetnutzung - Sensibilisierung für Datenmissbrauch .
3.5.2. Studie: Adoption und Diffusion neuer Technologien am Beispiel der Radiofrequenz-Identifikation (RFID)
3.5.3. Studie: The Internet of Things: Mapping the Value beyond the Hype
3.5.4. Studie: Research Studie zum Schweizer Internet of Things Markt
3.5.5. Studie: Konsumentenpfade in Hightech-Märkten
3.5.6. Studie: IT-Trends 2016: Digitalisierung ohne Innovation?
3.5.7. Studienübersicht
3.6. Erstellen des Fragebogens
3.6.1. Einleitung
3.6.2. Modul A: Produkt-Beschreibungen
3.6.3. Modul B: Persönliche Fragen
3.6.4. Modul c: Erfahrungswerte
3.6.5. Modul D: Vorteile und Risiken
3.6.6. Modul E: Abschluss
3.7. Pretest
3.8. Datenerhebung
3.9. Datenaufbereitung
3.9.1. Nominalskala
3.9.2. Ordinalskala
3.9.3. Intervallskala
3.9.4. Verhältnisskala
3.10. Methodik zur Daten Auswertung
3.10.1. Häufigkeitstabelle
3.10.2. Kreuztabellen
3.10.3. Chi-Quadrat-Test
3.10.4. Rangkorrelationsanalyse
3.10.5. Kruskal-Wallis H-Test

4. Auswertung
4.1. Univariate Auswertung
4.1.1. Adoptorbezogene Faktoren
4.1.2. Produktbezogene Faktoren
4.2. Bivariate Auswertung
4.2.1. H00: Je grösser der relative Vorteil, desto höher ist die Adoption
4.2.2. H01 : Je grösser die Kompatibilität, desto höher ist die Adoption
4.2.3. H02: Je grösser die Erprobbarkeit, desto höher ist die Adoption
4.2.4. H03: Je geringer die Komplexität, desto höher ist die Adoption
4.2.5. H04: Je jünger die Leute, desto offener die Datenfreigabe
4.2.6. H05: Je jünger die Leute, desto geringer wird das Risiko der Sicherheit eingeschätzt
4.2.7. H06: Je höher die Ausbildung, desto höher wird das Risiko der Sicherheit eingeschätzt
4.2.8. H07: Je jünger die Leute, desto grösser ist die Adoption
4.2.9. H08: Je höher das Verständnis der Innovation, desto grösser ist die Adoption.

5. Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Anhang
I. Fragebogen: Pretest Rückmeldungen
II. Fragebogen: Umfrage
III. Datenauswertung Code Tabelle
IV. Datenauswertung Skalendefinition

Danksagung

An dieser stelle der vorliegenden Bachelor-Thesis möchten sich die Autoren herzlich bei al­len beteiligten Personen für die Unterstützung bedanken.

Ein spezieller Dank geht an die Unternehmen Dell EMC sowie die Netstream AG, welche den Lehrgang an der Kalaidos überhaupt ermöglichten.

Weiterhin möchten sich die Autoren bei Herrn Fabian Heimsch bedanken, der die Arbeit und somit auch die Autoren stets zuverlässig und kompetent unterstützt und betreut hat. Die kriti­schen Hinterfragungen und die wertvollen Hinweise zur Erstellung der Bachelor-Thesis, als auch die kontinuierliche moralische Unterstützung haben einen grossen Teil zur Vollendung dieser Arbeit beigetragen.

Daneben gilt der Dank allen Teilnehmern und Teilnehmerinnen, die an der Umfrage mitge­wirkt haben, ohne die die Bachelor-Thesis nicht hätte umgesetzt werden können.

Abschliessend gilt der Dank der Familie und Freunde der Autoren, die die nötige moralische und emotionale Unterstützung boten.

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser eseprobe nicht enthalten

Abstract

Die vorliegende Bachelor-Thesis untersucht die Bereitschaft der Deutsch-Schweizer Bevöl­kerung hinsichtlich ihrer Adoption von innovativen Endkundenprodukten, welche aus der vierten industriellen Revolution hervorgehen. Ziel ist es zum einen herauszufinden, ob die Deutsch-Schweizer Bevölkerung bereit ist, neuartige Technologien zu adoptieren und zum anderen hinsichtlich einer Auswahl von Produkten zu untersuchen, welche Funktion eines innovativen Produktes Vonseiten des Kunden auf das grösste Interesse stösst. Dies ermög­lichte das Ausgeben einer diesbezüglichen Empfehlung in Richtung der Hersteller dieser Produkte.

Die Grundlage für die angesprochene Theorie bilden einerseits ein Rückblick auf die vergan­genen industriellen Revolutionen sowie andererseits die Definition von Technologiefeldern der vierten industriellen Revolution. Diese Technologiefelder wurden in einem weiteren Schritt vertieft und daraus Endkundenprodukte ausfindig gemacht. Fünf Produkte, wie zum Beispiel der intelligente Kühlschrank, wurden für den weiteren Verlauf der Bachelor-Thesis evaluiert und genauer untersucht. Für diese Untersuchung wurde auf die Diffusions- und Adoptionstheorie zurückgegriffen, um die Adoption der Deutsch-Schweizer Bevölkerung zu messen. Die Hypothesenbildung markiert den Abschluss des Theorieteils.

Damit die Forschungsfrage vollumfänglich beantwortet werden konnte, wurde im Methoden­teil eine Online-Umfrage als beste Erhebungsmethode befunden. Mit der Theorie als Basis wurden anschliessend die verschiedenen Hypothesen operationalisiert und der Fragebogen entsprechend entwickelt. Dieser wurde anhand verschiedener Kanäle verteilt, um somit eine hohe Rücklaufquote zu erwirken. Die gesammelten Daten wurden im Anschluss statistisch aufbereitet.

Durch dieses Vorgehen konnte die Forschungsfrage beantwortet werden. Zusätzlich wurden Empfehlungen für Unternehmen, welche Endkundenprodukte entwickeln, herausgegeben. Sie zeigen, auf welche Funktionen sich diese Unternehmen im Rahmen der Produktentwick­lung fokussieren sollten. Beim intelligenten Kühlschrank ist dies zum Beispiel die Funktion “Prüfung und Alarmierung abgelaufener Lebensmittel“. Ob die Bevölkerung eine Innovation adoptiert, hängt von zahlreichen Aspekten ab und muss für jedes Produkt einzeln beurteilt werden.

Abschliessend wird aus der vorliegenden Bachelor-Thesis ersichtlich, dass die Deutsch­Schweizer Bevölkerung innovativen Produkten eher konservativ gegenübersteht und diesbe­zügliche Anschaffungen nicht unmittelbar nach Markteinführung der Artikel angestrebt wer­den.

1. Einleitung

Die 4. industrielle Revolution kommt mit voller Wucht. Auf Messen, in Zeitungsartikeln, im Internet als auch in der Wirtschaft wird sie zum zentralen Thema stilisiert. Selbst das World Economic Forum (WEF) 2016 stand im Zeichen der virtuellen industriellen Revolution, wel­che auch unter dem Schlagwort Industrie 4.0 bekannt ist und als die Schnittmenge der Me­gatrends in der Digitalisierung gilt. Sie beinhaltet Technologiefelder wie Cyber Physical Sys­tems (CPS), Smart Factory, Robuste Netze, Cloud Computing und IT Security (Herter, 2016).

Viele Unternehmen haben sich bereits heute auf die industrielle Revolution eingestellt und entsprechende Massnahmen eingeleitet. Auch wenn die neue Revolution einige Opfer mit sich bringen wird, gilt sie doch als Chance für den Marktplatz Schweiz. Das Binnenland hat viele Vorteile und ist für den Wandel gerüstet. Nicht zuletzt da es als erfolgreiches Export­land gilt und sich in der Vergangenheit schnell auf Veränderungen wie beispielsweise die Finanzkrise eingestellt hat. Zusätzlich gilt die Qualität der Hochschulen und der Forschung der Schweiz als aktiver Treiber für Innovationen (Herter, 2016).

Das folgende Beispiel macht als Statusbeitrag auf mehreren sozialen Netzwerken die Run­de. Obwohl dies heute noch als Witz angesehen wird, könnte dies aus Sicht der Autoren in naher Zukunft Realität werden (Google's Pizza, 2017):

Der Beitrag handelt von der Verfügbarkeit von persönlichen Informationen im Internet. Es beginnt bereits damit, dass nicht der Pizzalieferant angerufen wird, sondern sich die Inter­netsuchmaschine Google direkt am Apparat meldet. Der Anrufer wird gefragt, ob er das übli- che bestellen möchte, da die diesbezüglichen Daten bereits bekannt seien. Auch die Lieb­lings-Lebensmittel auf der Pizza wisse der Lieferant bereits. Dies wird fortgeführt bis hin zur Enthüllung des Wissensstandes von Google bezüglich persönlicher Informationen des Anru­fers, wie zum Beispiel über verordnete Tabletten oder ob vergessen wurde, diese einzuneh­men.

Die Frage, wie sich Endkunden auf die bevorstehenden Veränderungen und Entwicklungen einstellen, bleibt jedoch offen. Wer würde sich von einem selbstfahrenden Fahrzeug trans­portieren lassen? Falls sich jemand finden Nesse, wäre er ein Einzelfall oder würde dies der Grössten der Bevölkerung wagen? Fragen wie diese sollen in der vorliegenden Bachelor­Thesis untersucht und beantwortet werden.

1.1. Ausgangslage

Vielen Menschen ist die erste bis dritte industrielle Revolution ein Begriff und es ist nachvoll­ziehbar, wieso diese die Wirtschaft beziehungsweise die Welt verändert haben. Doch was ist die vierte industrielle Revolution? Was sind deren Merkmale und Auswirkungen? Wohin sol­len sich Unternehmen entwickeln? Welche neuen Produkte und Dienstleistungen werden produziert und werden diese von der Bevölkerung akzeptiert? Diese Fragen gilt es zu be­antworten.

Die vierte industrielle Revolution schreitet mit enormer Geschwindigkeit voran, was heute noch nicht in voller Gänze in das Bewusstsein gelangt ist. Zum jetzigen Zeitpunkt stehen Mil­Harden von Menschen via Smartphones, Tablets und Computer über Internet in stetiger Ver­bindung zueinander. Das Ausmass von Prozessorleistungen, Speicherkapazität und das ver­fügbare Wissen steht heute in ungeahnten Umfang zu Verfügung. Zudem existieren bereits weit fortgeschrittene Technologien, welche sich auf breit gefächerte Themengebiete erstre­cken. Ein Beispiel hierfür sind die künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge, die Biotech­nologie oder der 3D-Drucker. Viele der genannten Technologien sind noch nicht ausgereift, doch sie werden es in naher Zukunft sein. Sie durchbrechen die Grenzen der digitalen, bio­logischen und physischen Welten und agieren zusammen als verstärkte Innovation (Schwab, 2016, s. 1).

1.2. Fragestellung

Die vierte industrielle Revolution, die auch unter dem Schlagwort Industrie 4.0 bekannt ist, kennzeichnet sich durch die immer stärkere Digitalisierung und Vernetzung von Produkten, Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodellen. Eine Studie von PwC identifizierte drei we­sentliche Treiber für den Vormarsch der vierten industriellen Revolution: Die Möglichkeit zur müheloseren Steuerung von horizontalen und vertikalen Wertschöpfungsketten, die Digital¡- sierung und Vernetzung der eigenen Produkte und Dienstleistungen sowie das Entstehen von neuartigen, oftmals disruptiven digitalen Geschäftsmodellen (Schrauf, Koch, Kuge, & Geissbauer, 2014, s. 7).

In der vorliegenden Bachelor-Thesis sind die Gebiete Digitalisierung und Vernetzung sowie die Entstehung von neuen Geschäftsmodellen in Bezug auf deren Adoption von Endkunden im Fokus. Die zentrale Fragestellung lautet demnach:

Ist die Deutsch-Schweizer Bevölkerung bereit für Produkte und Dienstleistungen, welche in der vierten industriellen Revolution entwickelt wurden beziehungsweise werden?

Mit der angesprochenen Bereitschaft der Bevölkerung ist gemeint, ob und wie neue Techno­logien genutzt und adoptiert werden. Normalerweise ist es gemäss den vorliegenden Theo­rien typisch, dass neue Technologien am Anfang nur zögerlich genutzt werden. Sobald eine kritische Masse von Benutzern überschritten wird, breitet sich diese neue Technologie sprungartig aus. Dies kann damit begründet werden, dass Menschen dazu neigen, mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Handlung von ihren Mitmenschen zu imitieren (Veuve, 2016).

1.3. Zielsetzung

Um die zentrale Fragestellung zu beantworten, wird zunächst auf die ersten drei industriellen Revolutionen eingegangen und anschliessend die vierte industrielle Revolution im Rahmen der Bachelor-Thesis definiert. Während dem Fortgang der Ausarbeitung wird entschieden, auf welche Gebiete eingegangen wird und ob nur spezifische Produkte für den weiteren Ver­lauf der Arbeit verwendet werden. Nach dem Erarbeiten der Theorie werden daraus Hypo­thesen abgeleitet beziehungsweise gebildet und die Variablen operationalisiert.

Mittels einer Online-Umfrage wird eine Datenerhebung durchgeführt, um die Diffusion und die Adoption definierter Innovationen auf Endkunden zu analysieren. Daten der Deutsch­Schweizer Bevölkerung werden erhoben und anschliessend statistisch analysiert, damit die gebildeten Hypothesen bestätigt oder falsifiziert werden können.

Schlussendlich soll die Arbeit aufzeigen, in welche Funktionen von Produkten der verschie­denen Märkte und Bereiche, Produzenten beziehungsweise Unternehmen sinnvoll investie­ren können. Dies dient Unternehmen, welche sich bereits mit der vierten Revolution beschäf­tigen und Produkte erschaffen oder weiterentwickeln, welche von der Bevölkerung adoptiert werden sollen. Der eigentliche Wille des Kunden bleibt bei modernen Marktforschungsme­thoden meist unbeantwortet (Wirtschaft, 2014, s. 7). Dies soll sich durch die Analyse der ge­nannten Forschungsfrage ändern.

1.4. Abgrenzung

Diese Bachelor-Thesis befasst sich mit Produkten, die im Rahmen der industriellen Revoluti­on voraussichtlich in erheblichem Masse innoviert werden. Es gibt verschiedene Theorien, welche sich mit den Themen Marktforschung und Kaufverhalten beschäftigen (Schmidt, 2009, s. 16). In dieser Arbeit wird nur auf die Diffusionstheorie sowie auf die Adoptionstheo­rie eingegangen. Im Wissen, dass die Organisation oder Struktur von Firmen sowie deren Prozessoptimierung und Automatisierung, im Technologiefeld Smart Factory, wichtige Be­standteile der Industrie 4.0 sind, werden diese im Gegensatz zu weiteren Technologiefeldern dennoch klar ausgegrenzt. Der Grund dafür ist die Grösse der Thematik der vierten industri- eilen Revolution sowie die detaillierte Beschreibung der Forschungsfrage.

Bei der Analyse der Adoption von Produkten wird nicht auf deren Preise eingegangen, da diese nicht Bestandteil der genannten Theorien sind. Der Einbezug von Produktpreisen wür­de das Ergebnis verfälschen, da dies als negativer Einflussfaktor gilt. Das Ziel der Analyse ist die Klärung der Frage, ob Produkte preisunabhängig durch ihre Vorteile angenommen oder wegen der vorhandenen Risiken abgelehnt werden. Es wird davon ausgegangen, dass die Befragten im Rahmen dieser Bachelor-Thesis das Preisniveau der einzelnen Produkte antizipieren. Aus diesem Grund wird das Einkommen der Personen erfragt.

Durch die breite Fächerung des Themengebiets und der Produktpalette bezüglich der vierten industriellen Revolution muss eine Eingrenzung der Produkte stattfinden. Dazu wird im Rahmen dieser Arbeit ein weites Spektrum an verschiedenen Produkten beschrieben. An­hand ihrer Verteilung werden sie hinsichtlich der verschiedenen Technologiefelder der In- dustrie-4.0-Produkte für den weiteren Verlauf ausgewählt. Die folgenden Produkte werden demnach genauer untersucht:

- Intelligenter Kühlschrank
- Intelligente Ticketsysteme für öffentliche Verkehrsmittel
- Autonome Fahrzeuge
- Fitness Tracker/Wearables
- Smart Shopping

Zusätzlich liegt eine geografische sowie eine sprachliche Abgrenzung vor. Die Durchführung der Umfrage beschränkt sich auf die Deutsch-Schweizer Bevölkerung.

1.5. Aufbau der Arbeit

Die nachfolgende Bachelor-Thesis wurde anhand folgender Struktur logisch konstruiert, da­mit die einzelnen Themenblöcke aufeinander aufbauen.

Danksagung

Eine Bachelor-Thesis zu schreiben bringt einen enormen Aufwand mit sich. Oftmals sind Au­toren auf Hilfe und Unterstützung von Drittpersonen angewiesen, damit man sein Ziel errei­Chen kann. Die Danksagung dient dazu, allen beteiligten Personen für ihre Mühen und Auf­wände zu danken.

Abkürzungsverzeichnis

In wissenschaftlichen Arbeiten können wiederholt genutzte Begriffe abgekürzt werden. Dies verlangt zwingend eine Auflistung in einem separaten Verzeichnis, in welchem die Kurzfor­men aufgeführt und erläutert werden.

Abstract

Der Abstract ist eine Kurzzusammenfassung der vorliegenden Bachelor-Thesis, bei welchem hauptsächlich auf den Hauptteil der Arbeit eingegangen wird. Dabei werden die verwendeten Konzepte sowie die Resultate und Schlussfolgerungen umschrieben. Ziel dieses Abschnittes ist, dem Leser einen Überblick über die Bachelor-Thesis zu verschaffen.

Einleitung

In diesem Abschnitt wird nicht nur die Fragestellung dieser Ausarbeitung dargelegt. Es wird zudem auf die Beweggründe der Autoren eingegangen, um dieses Dokument zu erarbeiten. Da nahezu keine Studien existieren, welche auf die Adoption innovativer Endkundenproduk­te eingehen, kann diese Bachelor-Thesis in Zukunft für andere Forschende von Relevanz sein. Zusätzlich werden die Ziele der Bachelor-Thesis offengelegt.

Theorieteil

Im theoretischen Teil der Thesis wird auf die wichtigsten Ansätze sowie bereits existierende empirische Studien eingegangen. Relevante Forschungsergebnisse anderer Wissenschaftler erfahren eine kritische Reflexion, indem Unterschiede oder Parallelen aufgezeigt werden. Somit werden die Basis für die Literaturanalyse sowie deren Ergebnisse evaluiert, welche im weiteren Verlauf beschrieben werden.

Methodenteil

Der Methodenteil bezieht sich auf das gewählte Forschungsdesign sowie dessen praktische Umsetzung. Darin wird erläutert, wie die Datenerhebung vorgenommen wird, um die zuvor aufgestellte Forschungsfrage beantworten zu können. Dafür wird Bezug auf konkret messba­re Hypothesen genommen, welche auf den beschriebenen Theorien basieren.

Zusätzlich wird der Zusammenhang zwischen den Pretests, der Stichprobenziehung und der eigentlichen Durchführung der Datenerhebung dargestellt.

Auswertungsteil

Sämtliche Ergebnisse der Datenanalyse werden im Abschnitt Auswertungsteil präsentiert und mit Hilfe der Ausführungen aus dem Theorieteil interpretiert. Alle Resultate werden aus­führlich beschrieben, um die daraus abgeleiteten Schlussfolgerungen zu stützen. Es wird ei­ne klare Aussage zur Bestätigung oder Falsifizierung der Hypothesen gemacht.

Fazit und Ausblick

Zum Schluss der Bachelor-Thesis wird ein Resümee der Erarbeitung des vorliegenden Do­kumentes erstellt. Problemstellungen oder Fragen, welche während des Schreibens zum Vorschein kamen, werden hier geschildert und beantwortet. Ausserdem wird eine Aussage dazu gemacht, welche offenen Fragen es noch zu beantworten gilt oder welche weiteren Forschungen angestossen werden sollten.

Anhang

Im Anhang befinden sich sämtliche für das Verständnis notwendigen Informationen, die im direkten Bezug zur Thesis stehen.

Eigenständigkeitserklärung

Den Abschluss der vorliegenden Ausarbeitung stellt die Eigenständigkeitserklärung dar, in welcher die Autoren bestätigen, dass die vorliegende Thesis eigenständig erarbeitet wurde. Zusätzlich wird ersichtlich, wie viele Wörter sie umfasst. Dies dient der Einschätzung, ob die Bachelor-Thesis die Mindestanforderung erfüllt.

2. Theorieteil

Im theoretischen Teil wird zunächst ein Überblick über die verschiedenen industriellen Revo­lutionen geschaffen. Danach wird vertiefend auf die vierte industrielle Revolution eingegan­gen. Anschliessend werden verschiedene Theorien sowohl zur Markteinführung von Produk­ten und Innovationen aufgezeigt. Aus den beschriebenen Ansätzen werden anschliessend die Hypothesen für die vorliegende Bachelor-Thesis abgeleitet.

2.1. Die Geschichte der industriellen Revolutionen

Um auf die vierte industrielle Revolution eingehen zu können, soll zunächst erläutert werden, wie Revolutionen definiert werden. Die Entwicklung von Revolutionen und deren Ausmass können durch einen Rückblick in die Vergangenheit analysiert werden.

Das Wort Revolution beschreibt einen Umbruch in der Gesellschaft und Wirtschaft. Revoluti­onen sind keine neuartigen Erscheinungen und finden dann statt, wenn neue Technologien oder Weltsichten einen tiefgreifenden Wandel der Gesellschaft beziehungsweise der Wirt­schaff hervorrufen. Oftmals dauert es nach einer Revolution mehrere Jahre, bis die Verände­rungen manifestiert sind (Schwab, 2016, s. 5). Die vierte industrielle Revolution ist bis heute die einzige Revolution, welche vorgesehen und vorausgeplant vonstattengeht. Bereits ge­schehene Revolutionen wurden erst im Nachhinein als solche deklariert. Es können drei Haupttreiber für die wiederkehrenden industriellen Revolutionen festgehalten werden. Heute wird auch von sogenannten Megatrends gesprochen:

1. Die Mechanisierung hat das Ziel, die Leistung zu steigern. Dies geschieht durch technische Hilfsmittel, welche die Menschen von körperlicher Arbeit entlasten und die Wirtschaftlichkeit erhöhen sollen.
2. Mit der Automatisierung sollen Abläufe, welche sich ständig wiederholen, ohne menschliche Eingriffe ausgeführt werden. Dies führt dazu, dass die Mitarbeiter sich um andere Aufgaben kümmern können und lediglich den reibungslosen Ablauf der Automatisierung zu prüfen haben.
3. Rationalisierung beschäftigt sich mit dem Gedanken, Anwendungen aus wissen­schaftlichen Erkenntnissen und Methoden heranzuziehen, um die Leistungen in allen Formen zu verbessern. Konkret bezieht sich dies auf Technik, Wissenschaft etc. Das Ziel der Rationalisierung ist, sich ständig zu verbessern und ein identisches Ergebnis mit geringerem Aufwand zu erreichen.

Die ersten zwei Haupttreiber legen den Fokus auf die Technik, um so Fortschritte in diesen Bereichen zu erzielen. Hingegen wird bei der Rationalisierung vermehrt darauf geachtet, wie das Unternehmen organisatorisch aufgebaut ist (Baltes, 2014, s. 4).

2.1.1. Die erste industrielle Revolution

Die menschliche Lebensweise veränderte sich erstmals drastisch, als sich die frühen Jäger und Sammler vor rund 10Ό00 Jahren zu Betreibern von Ackerbau und Viehzucht weiterent­wickelten. Diese landwirtschaftliche Revolution verband die Arbeitskraft von Menschen und Tieren und kurbelte damit sowohl die Entwicklung von Transportmöglichkeiten als auch die Produktion an. Durch die grössere Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln wuchs die Bevölke­rung und Dörfer verwandelten sich in Städte. Der Grundbaustein für nachfolgende industriel­le Revolutionen war somit gesetzt (Schwab, 2016, s. 5).

Vor dem 19. Jahrhundert begann die Veränderung der Industrie, welche sich Wachstum und Produktion zum Ziel gesetzt hatte. In einem langen Prozess, welcher sich bis in die vierte industrielle Revolution erstreckt, wurde die menschliche Arbeit verstärkt durch den Einsatz von mechanischen Lösungen erleichtert (Schwab, 2016, s. 5).

Mitte des 18. Jahrhunderts begann mit der Erfindung der Dampfmaschine die sogenannte erste industrielle Revolution. Ihre Auswirkungen waren enorm, denn Hungersnöte blieben aus und es entstanden neue soziale Schichten aus Fabrikarbeitern und Fabrikbesitzern. Durch die Dampfmaschinen konnte die Versorgung der Bevölkerung vorangetrieben werden, woraus sich ein rasantes Bevölkerungswachstum ergab (Bauernhansl, Vogel-Heuser, & ten Hompel, 2014, s. 5). Die Ära der mechanischen Produktion wurde eingeleitet (Schwab, 2016, s. 5).

2.1.2. Die zweite industrielle Revolution

Die zweite industrielle Revolution wurde getrieben von der Massenproduktion, der elektri­schen Energie und der Arbeitsteilung sowie vom ersten Fliessband. Im Jahre 1870 begann in der Epoche der Hochindustrialisierung die zweite industrielle Revolution und fand vor allem in den USA und in Deutschland statt. Nach der ersten industriellen Revolution, von der die Textil-, Eisen- und Metallindustrie profitierten, galten nun die Elektrotechnik sowie die Auto­mobil- und Chemieindustrie als nutzmessende Sektoren. Henry Ford und Frederic w. Taylor sind Namen, welche eng mit dieser Epoche in Verbindung stehen. Seit dieser Revolution exisitert die Automobilindustrie in der heute bekannten Form. So gelten der Verbrennungs­motor und etliche Spezialmaschinen sowie das Fliessband als Hauptinnovationen der zwei­ten Phase. Als Folge wurde Erdöl eine immer kostbarere Ressource. Der Weg zur grossin­dustriellen Massenproduktion war geebnet (Bauernhansl, et al., 2014, s. 5-6).

2.1.3. Die dritte industrielle Revolution

Die nächste Revolution begann um 1970, als die Elektronik und später die Kommunikations­und Informationstechnik Einzug in die Fabrikhallen hielten. Eine Auswirkung dieser Revoluti­on war die Globalisierung der Produkte (Bauernhansl, et al., 2014, s. 7), die nicht zuletzt stark durch die Erfindung des Internets in den 1990er Jahren beeinflusst wurde (Schwab, 2016, s. 5).

Die nächste grosse Veränderung der Weltwirtschaft wird als die vierte industrielle Revolution bezeichnet (Belle, 2016, s. 2), welche um die Jahrtausendwende ihren Anfang nahm und auf der digitalen Revolution basiert. Das heutige Internet, die mobile Kommunikation und leis­tungsstarke Prozessoren sowie sensitive Sensoren sind charakteristisch für die vierte indust­rielle Revolution. Die hochentwickelten, digitalen Technologien und deren Verbindung in Netzwerken sind nicht zwingend neuartig, denn zahlreiche Errungenschaften stammen be­reits aus der dritten industriellen Revolution. Der Innovationssprung zeichnet sich jedoch durch die hohe Qualität und Komplexität der Produkte aus (Schwab, 2016, s. 6).

2.1.4. Die vierte industrielle Revolution

Der Begriff Industrie 4.0 beschäftigt sich vermehrt mit der Verschmelzung der irdischen Rea- litat und einer virtuellen Welt. Cyber Physical Systems, Internet of Things (I0T) und Big Data sind unter anderem Themenbereiche der Industrie 4.0, auf welche in dieser Bachelor-Thesis tiefer eingegangen wird. In der vierten industriellen Revolution wird vermehrt auf die Kun­denbefriedigung und deren Automatisation eingegangen. Das heisst, dass ganzheitliche Wertschöpfungsketten von Unternehmen digital transformiert und automatisiert werden. Dies kann bis hin zum Produktrecycling reichen. Zudem verlangt diese Entwicklung ein ausgear­beitetes Zusammenspiel von Maschinen, Lagersystemen, Produkten bis hin zu den Dienst­leistungen und betroffenen Personen. Schlussendlich entstehen dynamische Wertschöp­fungsnetzwerke, die weit über die Unternehmensgrenzen hinausreichen und beispielsweise via Internet kommunizieren. In Zukunft sollen Kundenaufträge durch die Industrie 4.0 vollau­tomatisch bearbeitet werden (Belle, 2016, s. 2).

Wie bereits beschrieben, fanden Automatisierungen schon in der dritten industriellen Révolu­tion statt, wie folgende Grafik veranschaulicht:

Cyber Physical Systems Big Data

Virtual Reality oder Augmented Reality Radio-Frequency Identification (RFID) Steuerungssysteme Intelligente Produkte

Der blosse Einsatz solcher Technologien wird heute häufig und fälschlicherweise mit dem Einzug der vierten industriellen Revolution gleichgesetzt. Die einzelnen Systeme funktionie­ren meist noch isoliert voneinander oder sind nicht vollautomatisiert. Es empfiehlt sich jedoch nicht, solche bestehenden, automatisierten Insellösungen - auch lndustrie-3.x-K0nzepte ge­nannt - weiterzuentwickeln. Der Fokus soll auf neue, ganzheitlich integrierte Gesamtsysteme gelegt werden, welche den erwarteten Mehrwert der Industrie 4.0 generieren (Roth, 2016, s. 78-79):

Abbildung in dieser eseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Mehrwert der Industrie 4.0

Quelle: Darstellung entnommen aus Roth, 2016, s. 78

Eine solche Entwicklung hält zahlreiche Hürden bereit, die überwunden werden müssen. Standards sowie Schnittstellen müssen branchenweit definiert werden.

Im Kontext der vierten industriellen Revolution ist es für Unternehmen nicht einfach, sich zu­rechtzufinden und zu entscheiden, welche Trends und Hypes zum Erfolg führen können. Auf die Neugründung einer Firma, das heisst im Falle eines sogenannten Start-Ups, trifft dies ebenfalls zu. Eine Studie der Firma Gartner versucht jährlich zu bestimmen und aufzuzeigen, welche Technologien sich im Markt durchsetzen können und welche noch nicht hinreichend entwickelt sind. Dabei wird aufgezeigt, welche Phase eine relevante Technologie hinsichtlich ihrer Erwartungen in ihrem Lebenszyklus bereits erreicht hat. Dies soll veranschaulichen, welche Technologien noch überbewertet sind und welche sich bereits in der Industrie bewäh­ren konnten oder sich in diese Richtung entwickeln. Die Erwartungen werden bei Gartner in fünf verschiedene Phasen untergliedert. Somit wird ersichtlich, welche Technologien sich bereits wie weit im Markt etablieren konnten (Kreutzer, 2015, s. 3).

Um die Abbildung 3 verstehen zu können, soll zunächst die Erklärung der einzelnen Phasen erfolgen (Kreutzer, 2015, s. 3-4):

Innovation Trigger:

Erste Erfolgsgeschichten dieser Technologien werden von den Medien publiziert. Ob sich diese Technologie jedoch durchsetzen wird, ist in der ersten Phase noch nicht absehbar.

Peak of Inflated Expectations:

Immer mehr positive Reaktionen auf die Technologien werden publiziert, die Erwartungen an diese steigen bis zu deren Höhepunkt an. Im Zuge dieser Erfolge werden jedoch auch die ersten Misserfolge und Grenzen der Technologie sichtbar. Die Verbreitung der entsprechen­den Technologie in Unternehmen ist nicht sehr fortgeschritten.

Trough of Disillusionment:

In dieser Phase befindet sich die Technologie auf dem absteigenden Ast. Dies basiert auf der Erkenntnis, dass die Innovation noch nicht bedingungslos hält, was versprochen wurde. Die Technologie-Anbieter, welche nach wie vor von ihrem Produkt überzeugt sind, überle­ben, die übrigen Konkurrenten sind nicht mehr in der Lage, Schritt zu halten.

Slope of Enlightenment:

Es wird immer deutlicher sichtbar, wie die neue Technologie nutzbringend eingesetzt werden kann. Neue Generationen werden angeboten und in zunehmendem Masse von innovativen Firmen verwendet.

Plateau of Productivity:

Die Technologie war in der Lage, sich durchzusetzen, denn sie ist mittlerweile weit verbreitet. Der Vorteil wird nicht nur sichtbar, sondern kann auch wirtschaftlich berechnet werden. Dem Einsatz der Technologie steht eine erfolgreiche Zukunft bevor, denn es ist nur eine Frage der Zeit, bis das Produkt noch breitgefächerter und bezüglich anderer Anwendungsbereiche luk­rativ wird.

expectations

BJockchain Smart Robots Micro Data Centers Gesture Control Devices loT Platform Commercial UAVs (Drones) Affective Computing Smart Data Discovery Virtual Personal Assistants Bran ■Computer Interface Conversational User Interfaces Volumetric Displays Smart Workspace Personal Analytics Quantum Computing Data Broker PaaS (dbrPaaS) NeuromorphBC Hardware Context Brokering I 802.11 ax

General-Purpose Machine Intelligence 4D Pnntng

Abbildung in dieser eseprobe nicht enthalten

Quelle: Darstellung entnommen aus Gartner, 2016

Nachdem nun die einzelnen Phasen vorgestellt wurden, kann das Bild nun mit dem nötigen Hintergrundwissen interpretiert werden. Erfolgreiche Technologien durchlaufen die Kurve, bis sie State-of-the-Art-Niveau erreichen. Es gibt des öfteren Hypes, welche plötzlich ver- schwinden, da sie sich in der Phase Trough of Disillusionment nicht durchsetzen konnten. Die jeweiligen Symbole der verschiedenen Technologien zeigen an, in welcher Zeitspanne sich diese zum Mainstream entwickeln soll beziehungsweise kann (Kreutzer, 2015, s. 4-5).

Die aktuellste Abbildung des Gartner Hype Cycle aus dem Jahre 2016 zeigt, dass gewisse Themen, wie zum Beispiel Big Data, nicht mehr vorhanden sind. Dies aus dem Grund, weil die Technologie kein Hype geblieben, sondern Ausstattungsstandard werden konnte und Unternehmen sich mit diesen Technologien Vorteile verschaffen können.

Es gibt auch Beispiele von Technologien, die im darauffolgenden Jahr nicht mehr auftau­Chen. Falls nicht der oben genannte Fall vorliegt, ist es ebenso möglich, dass die Technolo­gie sich auf dem Markt nicht durchsetzen konnte.

2.2. Technologiefelder der vierten industriellen Revolution

Industrie 4.0 bietet demzufolge keine neue Technologie, sondern setzt sich aus mehreren Technologiefeldern zusammen. Durch die Verbindung mehrerer Systeme via neuester Netz­Werktechnologien entstehen Cyber Physical Systems und bilden so das Internet der Dinge. Der Begriff Industrie 4.0 beschreibt den Einzug des Internets der Dinge in die Fabrik. Ein weiteres Technologiefeld bietet das Cloud Computing, welches durch Softwarekomponenten virtuelle Steuerfunktionen erlaubt, die in der Vergangenheit nur durch Platzierung von Hard­Warekomponenten an jeweiligen Maschinen oder Messgeräten möglich waren (Schäfer & Pinnow, 2015, s. 15). Folgende Grafik fasst die verschiedenen Technologiefelder der Indust­rie 4.0 zusammen:

Abbildung 4: Technologiefelder der Industrie 4.0

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Darstellung entnommen aus Bauer, et al., 2014, s. 22

Mit der Vernetzung, der Digitalisierung und der hohen Verfügbarkeit dieser Komponenten erhöht sich jedoch auch die Cyberkriminalität, weshalb die IT-Sicherheit einer der wichtigsten Wettbewerbsfaktoren für Unternehmen sein wird (Schäfer & Pinnow, 2015, s. 15).

2.2.1. Robuste Netze

Wie bereits in den vorhergehenden Kapiteln beschrieben, steigert sich die Anzahl der minia­turisierten Sensoren und Aktoren in der heutigen industriellen Produktion. Dadurch erhöht sich die auszuwertende Datenmenge, was zur Folge hat, dass traditionell zentralisierte Aus­Wertungssysteme deren Verarbeitung nicht mehr folgen können. Das Resultat ist, dass Aus­Wertungssysteme dezentralisiert aufgestellt werden müssen. So können verteilte Informatik­Systeme die nötigen Rechenleistungen liefern, um brauchbare und komplette Auswertungen zu erstellen. Die Bedeutung solch verteilter Sensoren-Netzwerke und Cyber Physical Sys­tems intensiviert sich vorwiegend in der heutigen Industrie (Bosse & Kirchner, 2013, s. 24):

- Sensoren-Netzwerke sind dabei durch die Energieeffizienz, die Gewinnung der Daten und deren Qualität, als auch durch ihre Fehlertoleranz und Skalierbarkeit definiert.
- Cyber Physical Systems kennzeichnen sich durch die Interaktion, deren Umgebung und der Berechnung ihrer Steuerungen.

Die automatisierte Kommunikation verschiedenster Sensoren und Technologien erfolgt meist über das World Wide Web (WWW). Längst sind solche Netzwerke nicht mehr nur kabelba­siert. Dynamische Umgebungen mit funkbasierten Netzwerken spielen vermehrt eine Rolle. Eine der bekanntesten Technologien stellt das Wireless Local Area Network (WLAN) dar, welches meist in Bürogebäuden oder in privaten Umgebungen verwendet wird. An Orten oh­ne verfügbare Wire less-Netzwerke kann auf vorhandene Mobilfunknetze zugegriffen werden. Durch die Verbindung dieser Technologien mit Endgeräten wie Computer oder Smartphones wird eine direkte Einbindung der Menschen in die Kommunikationsnetze sichergestellt (Bau­er, et al.,2014, s. 22).

Dabei ist das Internet der Dinge (Internet of Things) keine geschlossene oder eigene Tech­nologie, sondern vielmehr die Verbindung bereits bestehender Technologien, wie Z. B. fol­gender:

- Funktechnologien
- Mobile Energieversorgung
- Abrechnungs- und Zahlungssysteme
- Internet

Das Internet der Dinge ist ein gewaltiges Netzwerk, welches die obengenannten Funktech­nologien einschliesst oder miteinander verbindet. Die Ideen dazu sind keineswegs neu, der Begriff wurde bereits im Jahre 1999 geprägt. Gemäss Schätzungen des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), einer internationalen Organisation, welche sich mit der Erarbeitung von Standards und Normen befasst, werden in den nächsten Jahren über 50 Milliarden Dinge miteinander verbunden sein. Im Jahre 2020 soll sich die Zahl bereits ver­doppelt haben. Deshalb wird das Internet der Dinge von Experten als milliardenschwerer Markt eingeschätzt und gilt als Treiber der vierten industriellen Revolution. Schon vor einigen Jahren stand fest, dass das Internet der Dinge einen bedeutenden Einfluss auf den jetzigen Alltag haben und wirtschaftliche sowie soziale Veränderungen mit sich bringen wird (Andelfinger & Hänisch, 2015, s. 10-11).

Folgende Grafik veranschaulicht die Kommunikation physischer Objekte über Netzwerke und verschiedene Technologien:

Abbildung 5: Intelligente technische Systeme

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Darstellung entnommen aus Lindenmann, 2016, s. 10

Erst die Vernetzung dieser Technologien ermöglichen es Computersystemen, autonom Um­gebungsinformationen aufzunehmen und selbstständig Entscheidungen zu treffen und ent­sprechend zu handeln (Abicht & Spotti, 2012, s. 30-31).

Eines der wesentlichsten Anwendungsgebiete für das Internet der Dinge sind automatisierte Gebäude. Im privaten Bereich wird oftmals von ״Smart Home“ gesprochen. Intelligente Heimbereiche unterscheiden sich von gebräuchlichen, passiven Liegenschaften durch die informationstechnische Verbindung von Gebäudeeinrichtungen, welche es ermöglichen, den Gebäudebetrieb via Fernwartung sicherzustellen. Dies hat global riesige Entwicklungspoten- žiale, muss jedoch von Endkunden noch adaptiert werden. Dennoch befindet sich der Markt für ein vernetztes Wohnen in der Wachstumsphase (Abicht & Spotti, 2012, s. 30-31).

Ein gutes Beispiel für die Veranschaulichung einer Wachstumsphase ist das Start-Up- Unternehmen Nest. Die Firma hat es sich zur Aufgabe gemacht, vernetzte Haustechniken zu entwickeln. Darunter finden sich Produkte wie Thermostate, Rauchmelder oder Kameras. Das Start-Up wird vor einer neuen Finanzierungsrunde mit bereits zwei Milliarden US-Dollar bewertet und lockt viele Investoren an (Heise, 2014).

Gesamtheitlich vernetzte Liegenschaften, von der Gebäudeverwaltung bis hin zum Privatan­wenderbereich, sind unter dem Namen ״Smart House“ bekannt, was folgende Anwendungs­felder betrifft (Abicht & Spotti, 2012, s. 31-33):

- Haustechnik · Haushaltsgeräte
- Sicherheitstechnik · Ambient Assisted Living
- Unterhaltungselektronik

Obschon sich zahlreiche Unternehmen und Privatpersonen an den beinahe unbegrenzten Möglichkeiten des Internets der Dinge erfreuen, gibt es auch Kritiker. Es existieren vor allem die Befürchtungen, dass eine gläserne Welt ohne jegliche Privatsphäre entsteht und die un­sichtbaren Vernetzungen zur ganzheitlichen Überwachung oder Ökonomisierung der Welt­verwendet werden (Sprenger & Engemann, 2015, s. 9-10).

2.2.2. Cyber Physical Systems

Die Grundlage für Cyber Physical Systems liegt in der Verbindung von mehreren Systemen, die als Prozess miteinander kommunizieren und interagieren, folglich dem zuvor beschriebe­nen Internet der Dinge. Dies zeigt sich vor allem in der Automobilindustrie sowie in der Luft­fahrt als auch in Produktionsprozessen. Ist diese Grundlage heute via Internet oder mobiler Kommunikationswege gegeben, entstehen neue Nutzungspotenziale für verschiedene Le­bens- und Anwendungsbereiche.

Handel und Logistik profitieren stark von der Entwicklung dieser Cyber Physical Systems, etwa durch die Fernwartung von Computersystemen und durch den Einsatz von Sensoren. Des Weiteren können mittels dieser Technik Zustände und Umgebungen überwacht und kontrolliert werden, was wiederum eine Optimierung verschiedener Prozesse bedeuten kann. Teilweise werden solche Überwachungen gar bis zum Endkunden hin ermöglicht, so können beispielsweise Pakete und deren Lieferstatus zu jeder Zeit von einer Privatperson geprüft werden (Geisberger & Broy, 2012, s. 19-23).

Als Beispiele für intelligente Objekte in der Logistik- und Produktionsbranche gelten intelli­gente Behälter, Werkstückträger, Komponenten oder Ladehilfsmittel. Intelligente Behälter sind nicht nur mittels RFID-Technologie identifizierbar, sondern können jederzeit Auskunft über ihren Standort oder Inhalt geben. Dazu werden Aussenanlagen in Betrieb genommen, welche für die Ortung und Positionierung der einzelnen Behälter zuständig sind. Die Daten werden dann mittels Wireless-Netzwerk an die zentrale Behälterverwaltung gesendet (Bauer, etai., 2014, s. 19).

Weitere Komponenten von Cyber Physical Systems sind intelligente Maschinen, die in der Lage sind, mit dem jeweiligen Akteur oder auch in direkter Kommunikation mit anderen Ma­schinen zu interagieren. Die beschriebene Kommunikation dient dazu, Informationen über den Auftrag wie Status- oder Produktinformationen in Echtzeit zu übermitteln. Zusätzlich sind intelligente Maschinen in der Lage, auch Wartungs- oder Instandhaltungsinformationen wei­terzuleiten. Dafür werden stetig Daten über die jeweiligen Systemzustände gesammelt und abgelegt. Anschliessend ermöglicht es die Auswertung der Daten, Optimierungen am Pro­duktionsprozess vorzunehmen (Bauer, et al., 2014, s. 19).

Doch Cyber Physical Systems existieren nicht nur im Kontext abgegrenzter Firmen. Sie er­möglichen vielmehr die einfache und automatisierte Zusammenarbeit über die Unterneh­mensgrenze hinaus.

Abgesehen von der Produktions- und Handelsbranche sind Cyber Physical Systems in na­hezu jedem Wirtschaftszweig anzutreffen. In der Medizinbranche sind Cyber Physical Sys­tems schon seit einiger Zeit etabliert. Sie werden benötigt, um Vitalwerte zu überwachen und um erste Patientenbetreuungen vorzunehmen. Durch die Datensammlungen der Sensoren werden heute stetig Behandlungsmöglichkeiten und Chancen berechnet, was wiederum der Gesundheitsversorgung dient und zu einer verbesserten Patientenversorgung in Spitälern beiträgt (Geisberger & Broy, 2012, s. 19-23).

Die Verbindung verschiedener Systeme ebnet nicht nur der Wirtschaft neue Wege, sondern auch dem Privatnutzer. Ein immer weiterwachsendes Anwendungsfeld stellt dabei das soge­nannte ״Smart Home“ dar. Hintergrund dafür bieten vollautomatisierte, intelligente Gebäude, welche mit den nötigen Sensoren und Aktoren ausgestattet sind. So können lokationsunab­hängig Fensterläden, Türen, Alarmanlagen und sogar Haushaltsgeräte in privaten Räumlich­keiten angesteuert und kontrolliert werden (Abicht & Spotti, 2012, s. 30-32).

Ein Cyber Physical System definiert sich somit durch die Vernetzung von Menschen, Ma­schinen und Produkten sowie deren Zentralsteuerungen. Die einzelnen Komponenten arbei­ten als Team zusammen und erfüllen gemeinsam eine Aufgabe (Bauer, et al., 2014, s. 19).

2.2.3. Smart Factory

Der Begriff Smart Factory beschreibt vor allem einzelne oder mehrere Unternehmen, die Produktionssysteme, Logistik und Koordination unter Einbezug der jeweiligen Kunden­Schnittstellen miteinander verschmelzen lassen. Hierbei steht die Flexibilität auf Kundenan­fragen reagieren zu können stark im Vordergrund. Menschen, Computer-Systeme und Res­sourcen kommunizieren vollautomatisiert miteinander, während eine Einschränkung der Pro­duktionskapazität in den Hintergrund rückt. Dezentrale Steuerungen, eingesetzte Ressour­cen und deren Nachhaltigkeit sind ein wichtiger Bestandteil der Smart Factory. Darüber hin­aus spielt die Ergonomie der Arbeitsplätze eine bedeutende Rolle. Ein zentraler Bestandteil der Smart Factory sind die bereits beschriebenen Cyber Physical Systems. Sie dienen dazu, vollständige Produktionsprozesse zu automatisieren und zu überwachen (Huber, 2016, s. 8).

Das Ziel der Smart Factory ist, Produktionsabläufe innerhalb kürzester Zeit abzuwickeln und die Produktionskosten zu senken. Zudem kann die Qualität der einzelnen Produkte geste¡- gert werden. Als Basis hierfür dienen die standardisierten Schnittstellen und die Kommunika­tionsprotokolle der Cyber Physical Systems (Bauer, et al., 2014, s. 20).

So besteht die Möglichkeit, zu produzierende Güter anhand modifizierbarer Eigenschaften zu individuellen Endprodukten zu verarbeiten, und trotzdem die Vorteile einer Massenprodukt¡- on zu erhalten (Reinhart, 2017, s. 384).

Durch den Einsatz von Augmented Reality wird sich der Umgang mit solch komplexen Sys­temen vereinfachen. Dazu wird ein virtuelles Abbild der Fabrik erstellt, welches dann via Da­tenbrille in ein reales Bild umgesetzt wird.

2.2.4. Cloud Computing

Cloud beziehungsweise Cloud Computing war in den vergangenen Jahren wohl das Hype­Wort, welches am stärksten mit der Digitalisierung verbunden wurde. Die Facetten dieses Begriffs sind jedoch vielzählig. Kurz Umrissen ist Cloud Computing eine Plattform, welche die bedarfsgerechte Verwendung von Computer-Ressourcen via Internet bietet (Filler, 2015, s. 18).

Cloud Computing ist eine Art paralleles und verteiltes System, an welchem vernetzte und virtualisierte Server beteiligt sind. Diese können entweder einzeln oder vereinigt als Rechner­ressource dynamisch und automatisch zu Verfügung gestellt werden (Arora, 2015, s. 4).

Die Firma Gartner beschreibt die Cloud mittels fünf Attributen, die nachfolgend beschrieben werden:

Service-Based

Die Endkunden können vielseitige Leistungen direkt vom Cloud-Provider beziehen. Ein Bei­spiel ist eine Datenbank als Service, das heisst der Endkunde erhält eine Datenbank eines bestimmten Typs, ohne dass dieser genau Weiss, auf welcher Infrastruktur die Informationen hinterlegt sind und muss sich damit auch nicht beschäftigen (Pettey & Goasduff, 2009).

Scalable and Elastic

Diese Services müssen zwingend erweiterbar sein. Entweder können mehr oder weniger Computer Ressourcen zur Verfügung gestellt werden. Diese Veränderung der Ressourcen geschieht voll automatisch und ohne Eingriff von Administratoren. Das heisst, eine Webseite, welche zum Beispiel am Abend eine deutlich höhere Zugriffsrate als am Tag aufweist, kann die zahlreichen Anfragen am Abend vollautomatisch abfangen und der Endkunde merkt kei­nen Geschwindigkeitsunterschied (Pettey & Goasduff, 2009).

Shared

Damit die IT-Ressourcen mit maximaler Effizienz betrieben werden können, teilen sich die Services einen Ressourcen-Pool. Es gibt einige Applikationen, welche tagsüber eine hohe Last aufweisen und andere, welche in der Nacht eine hohe Datenmenge verarbeiten. Damit nun nicht für beide Applikationen IT-Ressourcen gekauft werden müssen, werden diese ge­teilt (Pettey & Goasduff, 2009).

Metered by Use

Dies ist ein weiteres zentrales Attribut, welches die Cloud mit sich bringt. Services werden so verrechnet, dass nur die wirklich verwendeten Leistungen bezahlt werden müssen. Eine Ap­plikation, zum Beispiel eine Website, bezahlt in der Cloud nur im benötigten Umfang die Re­chenleistung, den Speicherplatz etc. Läuft dieselbe Applikation zum Beispiel auf einem dedi- zierten Server, ist dies nicht möglich und somit stehen der Applikation Ressourcen zu Verfü­gung welche gar nicht benötigt werden (Pettey & Goasduff, 2009).

Uses Internet Technologies

Die Cloud verwendet die Internet-Technologie. Die verwendeten Formate und Protokolle sind auf dem Markt bereits anerkannt und finden in nahezu allen Firmen Anwendung (Pettey & Goasduff, 2009).

Die fünf Attribute werden in folgender Grafik zusammengefasst:

Abbildung 6: Die fünf Attribute des Cloud Computing

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung

Durch die zunehmende Flexibilität der im Kapitel 2.2.3 beschriebenen Smart Factory, steigert sich auch das Bedürfnis, genau solche Ressourcen schnellstmöglich bereitgestellt zu be­kommen und bei Bedarf diese auch wieder zu reduzieren. Die schnelle Verfügbarkeit von Softwarekomponenten ist zwingend notwendig, um die vermehrt individuellen Geschäftspro­zesse unterstützen zu können (Bauernhansl, et al., 2017, s. 201).

Doch nicht nur die Flexibilität spielt eine enorme Rolle. Die Verwendung von Cyber Physical Systems und deren aktiver Datensammlung erfordern für die Auswertung von Echtzeit-Daten sowohl eine hohe Ressourcen- als auch eine stetige Systemverfügbarkeit. Cloud Computing bietet durch die lokationsunabhängige Inbetriebnahme viele Vorteile, um aus gesammelten Daten nützliche Informationen generieren zu können.

In einer Cloud werden wie oben beschrieben Services zu Verfügung gestellt. Diese virtuellen IT-Ressourcen werden ״as a Service“ angeboten, wobei diese Angebote von Tag zu Tag weiter ausgebaut werden. Da diese Servicelandschaft in naher Zukunft unüberschaubar werden wird, können die Angebote in drei Ebenen unterteilt und in einer Pyramidenform dar­gestellt werden (Christoph, Willems, Roschke Sebastian, & Schnjakin, 2011, s. 30). Dabei bauen die Schichten der Pyramiden auf die jeweils vorangegangenen auf.

Abbildung 7: Cloud Services

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die unterste Schicht dieser Pyramide stellt die Infrastruktur dar und bezeichnet ״Infrastruc- ture as a Service“, kurz laaS. Bei laaS werden dem Endnutzer Rechenressourcen sowie Speicherplatz und die nötigen Netzwerkkomponenten zur Verfügung gestellt, damit dieser eine virtuelle Maschine betreiben kann. Dieses Angebot suggeriert dem Kunden einen physi­sehen Server, welcher nach Belieben mit einem von ihm gewählten Betriebssystem genutzt werden kann. Dabei gibt es sogenannte Templates, welche von den Cloud-Anbietern bereit­gehalten werden, zum Beispiel ein Windows- oder Linux-Server. Die Verantwortung für die auf diesem virtuellen Server kundenseitig installierten Applikationen und deren Funktions­tüchtigkeit trägt der Endnutzer. Der Cloud-Anbieter stellt lediglich die Ressourcen zur Verfü­gung, was für den Endkunden den Eindruck eines physischen Servers macht (Christoph, et al., 2011, s. 30-32).

Bei der mittleren Schicht der Pyramide, der sogenannten ״Platform as a Service“ (PaaS), wird dem Endkunden eine Entwicklungs-Umgebung zur Verfügung gestellt. Der Entwickler einer Software muss sich somit nicht mehr mit der darunterliegenden Infrastruktur befassen. Hinzu kommt, dass eine vollautomatische Skalierung der Applikation bereits vorhanden ist. Die Applikation kann somit auf verschiedene Bedürfnisse reagieren. Solche Plattformen eig­nen sich für Webanwendungen, welche unter modernen Applikationen einen Anteil von 95 Prozent haben. Eine Applikation wird so programmiert, dass diese exakte Bibliotheken und Programmiersprachen auf dem Server zur Verfügung haben muss, was mit enormen administrativen Kosten verbunden. Bei PaaS erkennt die Plattform automatisch, was für den Start oder die Skalierung der Applikation erforderlich ist (Christoph, et al., 2011, s. 32-33).

Die Spitze der Pyramide stellt die Anwendungsschicht ״Software as a Service“ (SaaS) dar. Dabei kann der Endkunde komplette Anwendungen als Dienstleistung beziehen. Der Dienst­leister ist für die Infrastruktur- wie auch für die Applikations-Administration zuständig. Dies gilt auch für die interne Ressourcenanpassung des Dienstleisters. Der Endkunde muss sich somit nicht damit beschäftigen, wo und wie die Applikation läuft, sondern er bezieht lediglich die Software. Somit wird beim Eridkurideri nur eine minimale !"!"-Infrastruktur benötigt und er kann via Schnittstellen auf die Software zugreifen. Ein bekanntes Beispiel aus Sicht der Au­toren ist das Angebot von Microsoft Office 365. Dabei kann der Endkunde die gewohnten Office-Applikationen in einem Webbrowser verwenden, ohne dass diese lokal auf einem Rechner installiert sind. Der Funktionsumfang der Applikation ist identisch zum lokal abge­speicherten Programm (Christoph, et al., 2011, s. 34).

Nach dem Studium dieses Theorieteils kann nun womöglich besser nachvollzogen werden, was unter dem Wort Cloud in der IT grundsätzlich verstanden wird. Die Cloud ist eine Be­triebsart einer IT-Umgebung und beschreibt, wie Services von einem Endkunden bezogen werden können. Zusätzlich gibt es noch eine Unterteilung in vier verschiedene Cloud-Typen (Ruchti, 2011, s. 12).

Die ״Public Cloud“, sprich die öffentliche Cloud, stellt eine Cloud dar, in deren Rahmen der Anbieter und der Endkunde unterschiedlichen Unternehmen angehören. Daten verschiede­ner Endkunden benutzen somit dieselbe Infrastruktur. Dabei können Services, welche oben beschrieben sind, über eine Webschnittstelle bezogen werden. Bekannte Anbieter auf die­sem Gebiet sind zum Beispiel Amazon, Microsoft Azure und VMware vCloud Air (Ruchti, 2011, s. 13).

Der zweite im Cloud-Umfeld definierte Typ nennt sich ״Private Cloud“. Wie beschrieben geht es bei der Cloud vor allem darum, wie die IT von Kunden konsumiert wird und zielt daher in­haltlich darauf ab, wie eine IT-Organisation aufgebaut ist. Bei diesem Cloud-Тур sind der Anbieter und der Endkunde beim selben Unternehmen tätig. Das heisst, die IT-Abteilung hat dieselben Vorteile wie eine Public Cloud, ist aber nicht öffentlich zugänglich und wird von nur einem Unternehmen verwendet (Ruchti, 2011, s. 12-13).

Die ״Community Cloud“ verbindet eine Interessengemeinschaft verschiedener Unternehmen des gleichen Segments, welche sich eine Private Cloud teilen. Ziel ist es, den Synergie- und Skaleneffekt auszunutzen (Ruchti, 2011, s. 15).

Der letzte Typ, sprich die ״Hybrid Cloud“, ist eine Mischung aus ״Private Cloud” und ״Public Cloud”. Dabei wird wie oben beschrieben eine private Cloud betrieben, aber mit der Möglich­keit, auch Dienstleistungen einer öffentlichen Cloud zu beziehen. Hochsensible Daten kön­nen somit zum Beispiel auf der privaten Cloud betrieben werden, grosse Berechnungen mit nicht hochsensiblen Daten können auch auf die öffentliche Cloud verschoben werden. Damit können Unternehmen ihre Ressourcen optimal einsetzen und falls nötig auf erhöhte Rech­nerleistungen zugreifen (Ruchti, 2011, s. 14).

Durch die bereits beschriebenen Technologien werden immer mehr Daten generiert. Aktuelle Berechnungen zeigen, dass sich der weltweite Datenbestand alle zwei Jahre verdoppelt.

Diese Datenmengen werden heutzutage nicht nur für die tägliche Entscheidungsfindung in Unternehmen verwendet, ebenso entstehen neue datenbasierte Geschäftsmodelle. Mit die­ser Entwicklung beschäftigt sich der in letzter Zeit vieldiskutierte Begriff Big Data. Big Data ermöglicht es einem Unternehmen, grosse Datenmengen sowie unterschiedliche Datentypen nahezu in Echtzeit zu analysieren. Diese neuen Möglichkeiten sind der Hintergrund, weshalb viele Unternehmen grosse Erwartungen an diese Technologie haben und damit ihre Daten ökonomisch Nutzen möchten. Grundsätzlich ist das Sammeln und Nutzen von Daten nicht neu. Beispielsweise wusste ein Detailhändler schon vor Jahren, welche Produkte sich besser verkaufen Nessen als andere. Durch sogenannte Treuepunktekarten konnten die Detailhänd- 1er bereits getätigte Einkäufe mit einzelnen Kunden in Verbindung bringen. Somit konnten diese Händler bereits ein Profil des Kaufverhaltens des einzelnen Kunden erstellen. Da heutzutage auch häufig im Internet eingekauft wird, haben sich neue Möglichkeiten ergeben. In einem Onlineshop ist es nicht nur möglich zu analysieren, was der Kunde gekauft hat, vielmehr kann analysiert werden, was genau er angesehen, wie er sich durch den Online­Shop navigiert und wie er auf Angebote und Rabatte reagiert hat oder auch auf welche Wei­se er sich durch Produktebewertungen beeinflussen liess. Das komplette Kaufverhalten wird analysiert und daher für das Unternehmen transparenter. Mit diesen gesammelten Daten und den entsprechenden Analysen können Vorhersagealgorithmen entwickelt werden, wel­che anschliessend gezielte Produktempfehlungen an den Endkunden herantragen können. (Mertens, et al., 2017, s. 56-57)

Anwendungsfelder zum Thema Big Data sind brachenübergreifend zu finden, jedoch haben besonders datenintensive Bereiche wie zum Beispiel die Medien, das Gesundheitswesen, der Maschinenbau und die Finanzdienstleister sehr hohe Erwartungen an dieses Thema. Ein weiteres Beispiel für die Nutzung von Big Data sind die sogenannten Prognosemethoden, welche sich in ״Predictive Analytics“ und ״Predictive Maintenance“ unterteilen. Bei ersterem wird versucht, Muster und Abhängigkeiten in den gespeicherten Daten zu identifizieren, um damit potenzielle Ereignisse in der Zukunft Vorhersagen zu können.

Bei der ״Predictive Maintenance“ werden Daten von zum Beispiel einer Flugzeugturbine in Echtzeit analysiert, um technische Mängel bereits vor deren Entstehung zu erkennen. Das innovative an Big Data ist, das nicht nur strukturierte, sondern auch unstrukturierte Daten wie zum Beispiel Bilder, Videos, Daten aus sozialen Netzwerken etc. ausgewertet werden kön­nen (Mertens, et al., 2017, s. 56-57).

Durch Big Data werden somit die Endkunden bereits jetzt oder in naher Zukunft beeinflusst. Die Frage ist jedoch, wie viele Daten preisgegeben werden und wie stark Endkunden bei ei­ner Entscheidung beeinflusst werden sollen beziehungsweise dürfen.

2.2.5. IT-Sicherheit

IT-Sicherheit ist mitunter eines der zentralsten Elemente der vierten industriellen Revolution. Dies resultiert aus der wachsenden Vernetzung verschiedenster Komponenten und der Ver­mischung von Unternehmensgrenzen. Dabei steht nicht nur die Sicherheit der einzelnen Computersysteme oder der Cloud auf dem Schutzplan, vielmehr sind auch die Produktion, die Daten und die mobilen Lösungen zu schützen. Durch den Einsatz verschiedenster Tech­nologiefelder der Industrie 4.0 werden sensible Daten gesammelt und mittels unterschied­lichster Technologien zur Verfügung gestellt, was eine grosse Angriffsfläche darstellt. Es gilt, die Informationen unter allen Umständen vordem Zugriff von Drittpersonen zu schützen.

Durch den hohen Standardisierungsgrad einer intelligenten Fabrik werden Systeme auch leichter angreifbar. Leider wird dies betroffenen Unternehmen meist erst klar, wenn der Schaden bereits greifbar ist. Nicht nur Viren und Trojaner sind Gegner, es könnten auch ge­samte Produktionswege verändert oder manipuliert werden. Folgende Bedrohungsszenarien sind weitere Beispiele (Huber, 2016, s. 65):

- Schadsoftware via Netzwerk
- Fernwartung
- Schadsoftware via Hardware
- Mobile Geräte
- Menschliches Versagen
- Denial-of-Service-Attacken

Ein Beispiel, wie wichtig die Sicherheit von IT-Systemen ist, zeigt die ״Wanna-Cry“- Cyberattacke vom Mai 2017. Die Attacke betraf Spitäler, Behörden, Unternehmen aber auch Privatpersonen. Ermöglicht wurde die Attacke durch die NSA, welche aufgrund einer be­kannten Sicherheitslücke im Microsoft-Betriebssystem eine Software entwickelte, welche die Lücke ausnutzen sollte, wie der Tages-Anzeiger am 15. Mai 2017 berichtete (Tages Anzeiger, 2017). Bereits im März 2017 wurden durch Microsoft Softwarepatches zur Verfü­gung gestellt, welche die entsprechende Sicherheitslücke schliessen sollten. Allerdings ledig­lieh bei den von Microsoft unterstützten Betriebssystem-Versionen. Wirklich gefährlich wurde die Sicherheitslücke erst, als Hacker durch Datenklau bei der NSA auf die Informationen stiessen und es ihnen gelang, die bereits entwickelte Software zu kriminellen Zwecken zu verändern. Durch weitere Entwicklungen wurde die Software so verändert, dass sie die Mög­lichkeit besass, sich mit dem Ziel, Dateien auf Endgeräten zu verschlüsseln, selbst weiterzu­verbreiten. Nur nach Erhalt von Erpressungsgeldern sollten die Daten wieder freigegeben werden. Tausende Personen und Unternehmen waren von der Attacke betroffen. Darunter waren öffentliche Verkehrsbetriebe, deren Anzeigetafeln nicht mehr funktionstüchtig waren oder Automobil-Unternehmen, welche nicht mehr produzieren konnten.

Um die steigende Bedeutung der IT-Security in der Schweiz zu veranschaulichen, werden nachfolgend weitere namhafte Attacken beschrieben:

Russische Hacker enttarnen eine geheime Elitegruppe

Russische Hacker enttarnten Ende 2014 eine geheime Elitegruppe von Moskau aus. Dies wurde durch einen Angriff auf das Schweizer Unternehmen RUAG ermöglicht. Es wurden neben weiteren Daten auch die Personalien der Mitglieder der Sondereinheit Armee­Aufklärungsdetachements 10 (AAD 10) der Schweizer Armee entwendet. Dies führte dazu, dass überlegt werden musste, den betreffenden Personen neue Identitäten zu verschaffen, um sie zu allfälligen Auslandsreisen antreten lassen zu können (Bühler & Schmid, 2016).

Schaden durch Cyberattacke behindert Unternehmen weiter

Das Schweizer Unternehmen Sanitas Troesch ist spezialisiert auf Bad- und Küchengeräte. Die globale Cyberattacke hatte den Effekt, dass das Unternehmen weder per E-mail noch via Telefon erreichbar war. Grund dafür war eine Schadsoftware, welche auf internen Systemen platziert werden konnte. Anders als bei der Wanna-Cry-Attacke verschlüsselte die Software nicht nur Daten, denn darüber hinaus wurden sie ebenfalls gelöscht (NZZ, 2017).

Kriminelle erpressen Schweizer Online-Shops

Im ersten Quartal 2016 wurden die interne IT sowie das Telefonsystem der bekannten Onli­ne-Shops Digitec und Galaxus lahmgelegt. Darauf folgten mehrere Erpresserschreiben mit unklaren Absendern, in welchen die Forderung nach Bitcoins, eine Kryptowährung, zum Ausdruck gebracht wurde. Die Schadenssumme wird bei längeren Ausfällen auf sechsstell¡- ge Beträge geschätzt. Auch weitere Websites der Migros oder Coop und SBB waren von der DD0S(Distributed Denial of Service )-Attacke betroffen (Metzler, 2016).

Millionen von Passwörtern bei Dropbox gestohlen

Der Online-Speicherdienst Dropbox war gezwungen, seine Nutzer aufzufordern, neue Pass­Wörter für ihre Profile zu erstellen. Grund dafür war die Erkenntnis, dass etwa 68 Millionen verschlüsselte Passwörter aktiver Nutzer gestohlen wurden. Dies betraf jedoch lediglich Kunden, welche ihr Passwort seit dem Jahre 2012 nicht mehr geändert hatten. Unberechtig­te Zugriffe auf Nutzerkonten konnten jedoch nicht bestätigt werden. Wenn diese stattgefun­den hätten, wäre die Möglichkeit gegeben gewesen, dass private Daten der Nutzer von Dropbox in die falschen Hände geraten (NZZ, 2016).

Folgende Tabelle zeigt die Übersicht der verschiedenen Angriffsflächen der aktuellen Atta­cken:

Tabelle 1: Aktuelle Cyber Attacken und Angriffsflächen

Abbildung in dieser eseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung

Wie in den Kapiteln zuvor beschrieben, geht es bei der vierten industriellen Revolution da­rum, Prozesse und Produkte zu digitalisieren und miteinander zu vernetzen. Dadurch steigt die Angst der Bevölkerung vor solchen Cyberattacken. Das Ausmass des Schadens bei ei­nem Angriff im Falle einer umfassenden Vernetzung ist nur schwerlich abzuschätzen. Dies könnte verheerende Folgen für die Bevölkerung mit sich bringen. So könnte zum Beispiel der komplette Verkehr lahmgelegt werden, vorausgesetzt es wären nur noch autonome Fahr­zeuge im Einsatz. Aus diesem Grund werden sich Firmen in den nächsten Jahren noch mehr auf die IT-Sicherheit, fokussieren müssen. Best-Practices zur Verhinderung von Cyberatta­cken für Unternehmen sowie Privatpersonen existieren, diese sind jedoch nicht relevant um die Fragestellung der vorliegenden Bachelor-Thesis zu beantworten und aus diesem Grund wird nicht näher darauf eingegangen.

2.2.6. Zusammenspiel der Technologiefelder

Die in den vorherigen Kapiteln beschriebenen Technologiefelder arbeiten in der Industrie 4.0 eng miteinander zusammen. Um dies veranschaulichen zu können, wird folgend ein kurzes Beispiel konstruiert.

Zwei geografisch getrennte Produktionslinien enthalten im Produktionsprozess bereits die nötigen Cyber Physical Systems. Die zu produzierenden intelligenten Produkte werden zu deren Lokalisierung mit RFID versehen. Die gesammelten Daten werden anschliessend in die Cloud übertragen, via Big Data ausgewertet und für die ERP(Enterprise Resource Plan­ning)- Systeme bereitgestellt.

Abbildung 8: Zusammenspiel der technologischen Komponenten von Industrie 4.0

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Darstellung entnommen aus Roth, 2016, s. 80

Zwischen den einzelnen Cyber Phyisical Systems besteht eine standardisierte Maschinen­kommunikation, um Information via internem Netzwerk oder Internet auszutauschen. An­Wender, Unternehmer oder Kunden haben durch den Einsatz der Cloud lokationsunabhängi­gen Echtzeit-Zugriff auf die relevanten Daten. Für die Wartung der Maschinen zuständige Techniker haben die Möglichkeit, mittels Virtual und Augmented Reality jederzeit einzugrei­fen (Roth, 2016, s. 80).

2.3. Geschäftsmodelle der vierten industriellen Revolution

Durch die vielen Möglichkeiten der vierten industriellen Revolution bieten sich zwei verschie­dene Geschäftsmodelle für Unternehmen an, welche anschliessend beschrieben werden. Sie sind ein wesentlicher Punkt der strategischen Planung für die Entfaltung der zukünftigen Erfolgspotentiale, welche darauf abzielen, in kürzerer Zeit als die jeweilige Konkurrenz am Markt etabliert zu sein. Dafür eignet sich die Szenariotechnik, die sich durch nachvollziehba­res Beschreiben theoretisch künftig eintretender Situationen definiert (Lindenmann, 2016, s. 17).

2.3.1. Evolutionäres Szenario

Im evolutionären Szenario geht es vor allem um die Wissensgenerierung durch Echtzeit­Datenanalysen auf Grundlage von Big Data und Simulationen. Sie dienen sowohl zur Fak­tengenerierung als Basis für Entscheidungsfindungen in Unternehmen als auch zur Pro- zessoptimierung und Qualitätssteigerung. Weiterbildungsoptionen für Mitarbeiter werden als sehr bedeutend erachtet. Erfahrungen in und Wissen über Digitalisierung wirken sich ergän­zend positiv auf effiziente Anlagen aus. Ausgebildete Arbeitnehmer können so bereits inte­grierte Systeme zu End-to-End-Systemen weiterentwickeln und automatisieren, was Wiede­rum die Komplexität erhöht. Solche voranschreitenden Entwicklungen können auch durch den Einkauf von Software erreicht werden. Kundenanforderungen büssen ihren Stellenwert ein, da ein verstärktes Augenmerk auf interne Innovationen gelegt wird. Im Gegenteil, der Fokus liegt auf dem ״Kunden“, der direkt im Kontakt mit dem Produkt steht, also dem Ma- sohinen- oder Anlagebetreiber (Schallmo, Rusnjak, Anzengruber, Werani, & Jünger, 2017, s. 108).

Die Ansatzpunkte neuer Produkte in einem evolutionären Szenario werden folgend darge­stellt:

Abbildung 9: Evolutionäre Ansatzpunkte neuer Produkte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Gewisse Teile einer Wertschöpfungskette werden durch den Einsatz von selbst entwickelter oder eingekaufter Software ersetzt. Der grundlegende Aufbau des Wertschöpfungsprozes­ses bleibt dabei bestehen. Vielfach handelt es sich dabei um Beschaffungselemente im B2B(Business to Business)-Bereich oder um den Einsatz einer Customer Relationship Soft­ware (Stähler, 2002, s. 134).

2.3.2. Disruptives Szenario

Der Begriff ״Disruption“ kommt vom englischen Wort ״disrupt“, was ״unterbrechen“ oder ״zer- reissen“ bedeutet und im Gegensatz zum evolutionären Szenario steht. Hierbei liegt der Fo­kus auf den Geschäftsmodellen in der Branche. Der Unterschied zum evolutionären Széna- rio liegt also in der Art und Weise der Veränderung von Dienstleistungen. Während im evolu­tionären Szenario lediglich Erneuerungen zur Verbesserung bestehender Prozesse einge­führt werden, beschäftigt sich die Disruption mit dem Zerbrechen bestehender Technologien, Produkte oder Dienstleistungen, um Abläufe grundlegend zu verändern.

Disruption entsteht somit meist auf neuen Märkten. Neuartige Geschäftsmodelle reissen be­reits etablierte Anbieter mit und verdrängen momentane Strukturen. Ein gutes Beispiel für Disruption stellen die Unternehmen Alibaba-Group oder Amazon dar. Beide Grosshandels­unternehmen sind Antreiber des digitalisierten Handels (Heinemann, Gehrckens, & Wolters, 2016, s. 30-31).

Der Einzug der vierten industriellen Revolution bewirkt radikale Veränderungen der Bran­chenlogik. Es wird daher verstärkt darüber nachgedacht, auf welche Art und Weise Produkte oder Dienstleistungen angeboten werden, um die Bedürfnisse der Endkunden bestmöglich abdecken zu können. Die Sichtweite wird vergrössert, es werden zudem Arbeitscharakteris­tika anderer Unternehmen betrachtet und in Bezug auf deren Umsetzbarkeit im eigenen Un­ternehmen geprüft. Durch die Verbindung von Betriebsmitteln in einem Geschäftsprozess entstehen flexible und effiziente Abläufe auf Basis von Echtzeit-Daten (Schallmo, et al., 2017, s. 108-109).

2.4. Endkunden-Produkt-Fokus

Wie bereits angedeutet, befasst sich die vierte industrielle Revolution nicht nur mit den inter­nen Geschäftsprozessen. Das disruptive Geschäftsmodell zeigt eindeutig, dass der Fokus in Zukunft stark auf den Endkunden gelegt werden wird und die internen Geschäftsprozesse bis in die Privatsphäre der Kunden erweitert werden müssen. Dies bedingt, dass auch Cyber Physical Systems in Consumer-Produkte eingebaut werden müssen, um entsprechend Da­ten zu sammeln, die zu Auswertungszwecken oder Prozessautomatisierungen verwendet werden können. Bedingt durch die Verschmelzung von Prozessen und Produkten in der vier­ten industriellen Revolution wird im Folgenden der Unterschied zwischen Produkten und Dienstleistungen dargestellt.

2.4.1. Produktdefinition

Produkte sind Wirtschaftsgüter, die durch einen Wertschöpfungsprozess geschaffen werden. Oftmals wird auch der Begriff ״Erzeugnis“ als Synonym für ״Produkt“ verwendet. Der Begriff beschreibt geschlossene Systeme, welche aus einer Anzahl von Teilen oder Gruppierungen bestehen. Schlussendlich beschreibt der Ausdruck Produkt alles, was am Markt zum Ver­brauch oder Gebrauch angeboten wird oder werden könnte und einen entsprechenden Nut­zen bringt. Demnach untergliedern sich Produkte wie folgt (Grobman, 2008, s. 2-3):

- Physische Objekte · Orte
- Services · Organisationen
- Personen · Ideen

2.4.2. Dienstleistungsdefinition

Dienstleistungen sind Leistungen, die hinsichtlich der Produktion von materiellen Gütern ab­zugrenzen sind. Sie werden dem tertiären Sektor zugeordnet und schliessen damit den se­kundären, also die Produktion von Industriegütern, sowie den primären Sektor der agrarba­sierten Urproduktion aus.

Im Bereich der Dienstleistungen wird zwischen individuellen und standardisierten Dienstleis­tungen unterschieden, wobei die Industrie 4.0 auf normierten Abläufen aufbaut (Grobman, 2008, s. 8).

2.4.3. Produkte und Dienstleistungen der Industrie 4.0

Aufbauend auf die Unterscheidung von Produkten und Dienstleistungen können nun Produk­te der vierten industriellen Revolution identifiziert werden. In den folgenden Kapiteln werden mehrere Produkte sowie die damit verbundenen Dienstleistungen der Industrie 4.0 beschrie­ben.

Intelligenter Kühlschrank

Intelligente Kühlschränke zeichnen sich durch ihre Verbindung mit einem robusten Netzwerk aus (siehe Kapitel 2.2.1). Sie werden via Kabel oder WLAN mit dem privaten Internetzugang verbunden. Im Inneren des Kühlschrankes sind mehrere Kameras verbaut, welche bei jeder Türschliessung eine Momentaufnahme direkt in der Cloud speichern. Mittels eingebautem Bildschirm auf der Vorderseite oder anhand Endgeräten wie Smartphones oder Tablets kann der Inhalt des Kühlgerätes abgerufen werden. Durch eine automatisierte Auflistung der vor­handenen Lebensmittel können auch spezifische Rezeptvorschläge angeboten werden. Die­se Produkte sind gemäss HowToGeek (Chris, 2016) bereits heute verfügbar. Mit den neues­ten Technologien können solche Angebote weiterentwickelt werden. So können Kühlschrän­ke in Zukunft Ablaufdaten von Lebensmitteln prüfen und entsprechend Meldungen an die jeweiligen Besitzer versenden. Zudem sollen verbrauchte Produkte automatisch beim nächs­ten Lebensmittellieferanten bestellt werden. Je nach Konfiguration wählt das System auto­matisch den Shop mit dem schnellsten Lieferdatum, dem günstigsten Preis oder der besten Qualität aus. Anschliessend werden die Produkte direkt nach Hause geliefert.

Intelligenter Backofen

Der Softwarehersteller Microsoft arbeitet mit dem Elektroproduzenten Miele an einem intelli­genten Backofen. Ziel ist es, die Küchengeräte mit dem Internet zu verbinden, um online auf Rezepte zugreifen zu können und diese auf beliebigen Endgeräten zu speichern. Am Back­Ofen kann dann das entsprechende Rezept angewählt werden, woraufhin ein Automatikpro- gramm gestartet wird, welches Garzeit, Temperatur und weitere Einstellungen automatisch vornimmt (Chip.de, 2015).

Intelligente Heizung

Gemäss statistischem Bundesamt werden ca. 73 Prozent der verbrauchten Energie eines privaten Haushalts für die Beizung der Räume aufgewendet. Eine intelligente Heizungssteu­erung kann helfen, die Heizungen korrekt einzustellen und so die Umwelt zu schonen. Durch die Anbindung der Steuerung an lokale Netzwerke können Wärmeleiter unkompliziert und zügig mittels Computer oder ähnlichen Endgeräten konfiguriert werden (ELV Elektronik AG, 2017).

Intelligentes Licht

Bereits heute gibt es verschiedene Hersteller wie IKEA, Philips oder Osram, welche sich mit der Entwicklung und dem Verkauf von intelligenten Lichtquellen beschäftigen. Zu diesen Produkten zählen verschiedene LED-Leuchtmittel, leuchtende Paneele und Glühbirnen. Sie lassen sich allesamt via App oder Lichtregler und Bewegungsmelder ansteuern. Dazu wird ein Standard namens ״Zigbee“ verwendet, welcher sich aktuell am Markt durchsetzt, da sich die Zahl der Haushalte mit dieser Ausstattung zunehmend erhöht (Buchmann, 2017).

Durch den Einsatz solcher speziellen Lichtquellen können verschiedene Parameter nach Be­lieben konfiguriert werden. So können individuelle Farbtöne sowie deren Helligkeit auf Wunsch eingestellt werden. Es lassen sich überdies verschiedene Stimmungsszenarien de­finieren, welche die Lichtquellen per Tastendruck gemäss vordefinierter Parameter einstellen (Stelzel-Morawietz, 2014).

Intelligente Ticketsysteme für öffentliche Verkehrsmittel

Bereits heute können Tickets für den öffentlichen Verkehr via App bezogen werden und die Anzahl klassischer Ticketautomaten an Bahnhöfen wird sich in naher Zukunft dezimieren. Doch dies wird nicht das Ende der Entwicklung solcher Ticketsysteme sein. Mittels der be­schriebenen Technologien wäre es denkbar, dass in Zukunft gar kein Ticket mehr gelöst werden muss. Zukünftig könnte es sein, dass der Fahrgast beim Einsteigen in ein öffentli­ches Verkehrsmittel einen Sensor (beispielsweise im Smartphone) trägt, durch welchen ein Signal bezüglich des Ein- und Aussteigens gesendet wird. Somit könnten die Betreiber der öffentlichen Verkehrsmittel sicher sein, dass auch jede Fahrt bezahlt wird. Die Abrechnungen könnten somit sehr genau und auf die einzelnen Personen zugeschnitten werden (Ehrbar, 2016).

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Ende der Leseprobe aus 196 Seiten

Details

Titel
Die vierte industrielle Revolution
Untertitel
Bereitschaft der Deutsch - Schweizer Bevölkerung
Hochschule
Kalaidos Fachhochschule Schweiz
Note
5.6
Autoren
Jahr
2017
Seiten
196
Katalognummer
V434908
ISBN (eBook)
9783668764798
ISBN (Buch)
9783668764804
Dateigröße
7160 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Adaption, Bereitschaft der Deutsch - Schweizer Bevölkerung, innovativen Endkundenprodukten, neuartige Technologien, innovative Produkte, industriellen Revolutionen, Endkundenprodukte, Fragebogen, Die vierte industrielle Revolution
Arbeit zitieren
Claudio Scherrer (Autor)Roger Wettstein (Autor), 2017, Die vierte industrielle Revolution, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/434908

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