Implementierung von Industrie 4.0 bei einem deutschen Produzenten der Sportartikelindustrie

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Definition „Industrie 4.0“

3 SWOT-Analyse am vorliegenden Beispiel

3.1 Stärken

3.2 Schwächen

3.3 Chancen

3.4 Risiken

4 Fazit

Quellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Darstellung der bisherigen industriellen Revolutionen

Abbildung 2: Darstellung der weltweit führenden Nationen beim Thema Industrie 4.0

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Der Begriff der „Industrie 4.0“ ist in der aktuellen Zeit in aller Munde und in den aktuellen Gesellschaftsdebatten kaum wegzudenken. So stieg der Anteil von Unternehmen mit Bezug zu Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT), die bereits spezielle Dienstleistungen oder Produkte für Industrie 4.0 anbieten, im Zeitverlauf von 2014 bis 2017 von 23% auf 43%.¹

Im Rahmen ihrer „Hightech-Strategie 2020“ hat die damalige deutsche Bundesregierung im August 2006 sechs prioritäre Zukunftsaufgaben definiert: Digitale Wirtschaft und Gesellschaft, Nachhaltiges Wirtschaften und Energie, Innovative Arbeitswelt, Gesundes Leben, Intelligente Mobilität und Zivile Sicherheit.² Im Arbeitsfeld „Digitale Wirtschaft und Gesellschaft“ nennt die Bundesregierung im aktuellen Fortschrittsbericht die zentralen Aktionsfelder „Industrie 4.0 und Smart Services“, da diese „zur Sicherung und Stärkung Deutschlands als leistungsfähigem Produktions-, Mobilitäts- und Innovationsstandort und zur Rückkehr von Produktionsstätten nach Deutschland bei[tragen]“.³

Dementsprechend hoch ist die Wichtigkeit dieses Themas zu bemessen, da nicht weniger als die wirtschaftliche Zukunftsfähigkeit eines ganzen Landes von der erfolgreichen Umsetzung der vierten industriellen Revolution abhängt. Nur wenn es die deutschen Firmen schaffen, die Anforderungen der Industrie 4.0 zu erkennen und in ihren Firmen erfolgreich umzusetzen, wird Deutschland ein leistungsfähiger Produktionsstandort bleiben.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich nach einer Definition und Einordnung der Industrie 4.0 mit der Implementierung ebendieser am Beispiel eines deutschen Sportartikelherstellers mit inländischer Produktion. Hierzu wird eine SWOT-Analyse erstellt, bei der die Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken der Implementierung aufgezeigt und dargestellt werden.

2 Definition „Industrie 4.0“

Nach den bisherigen drei industriellen Revolutionen, die mit den Überbegriffen Mechanisierung, Elektrifizierung und Automatisierung gekennzeichnet werden können, tritt aktuell die vierte industrielle Revolution auf den Plan: die zunehmende Vernetzung aller im Rahmen einer Produktion Beteiligten auf Basis von Cyber-Physical Systems.

Der Verein Deutscher Ingenieure e.V. definiert Cyber-Physical Systems (CPS) als „Kopplung von informationsverarbeitenden Komponenten mit physischen Objekten und Prozessen“, welche zwar in dieser Form bereits seit den 1970er Jahren existent und mittlerweile auch miteinander vernetzt seien, allerdings erstrecke sich die Vernetzung nun zunehmend auch auf das Internet.⁴

Folgende Abbildung 1 veranschaulicht den technischen Fortschritt aller vier industriellen Revolutionen im Zeitverlauf:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Darstellung der bisherigen industriellen Revolutionen⁵

Während die erste industrielle Revolution oder, anders gesagt, die Industrie 1.0 von der Mechanisierung der Produktionsanlagen durch die Entwicklung der Dampfmaschine geprägt war, so führte die Entwicklung des Fließbandes zur zweiten industriellen Revolution. Anfang der 1970er Jahre kam es zur zunehmenden Automatisierung der industriellen Fertigung durch den verstärkten Einsatz von Elektronik und IT (Informationstechnologien).

Die aktuell laufende vierte industrielle Revolution oder auch Industrie 4.0 wird definiert als „auf der Digitalisierung basierende Vernetzung von Werkstoffen, Produkten, Betriebsmitteln, Personen, Wertschöpfungsketten in Echtzeit.“ ⁶

Diese Vernetzung geschieht mittlerweile nicht mehr nur noch durch den verstärkten Einsatz von Elektronik und IT wie in der Industrie 3.0, sondern vor allem mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) – auf gewisse Weise kommunizieren alle an der Produktion Beteiligten miteinander und tauschen Informationen in Echtzeit aus. Für diese Datenerfassung, -verarbeitung und -übermittlung zeichnen sich die neuen, verbesserten technischen Möglichkeiten des Internets verantwortlich.

Reischauer nennt drei zentrale Kernelemente der Industrie 4.0: Die bereits angesprochenen Cyber-Physical Systems lassen eine Smart Factory entstehen, in der die Fabrik und sämtliche Beteiligte stets mit dem Internet verbunden sind und so zu jeder Zeit miteinander agieren und kommunizieren. Eine Smart Factory ermöglicht daher eine dezentrale und echtzeitnahe Produktion. Durch diese Fusion der virtuellen und der physischen Welt entstehen neue, bessere und sich stetig verbessernde Produktionswege innerhalb der Smart Factory.⁷

3 SWOT-Analyse am vorliegenden Beispiel

Um die Anforderungen der vierten industriellen Revolution greifbarer zu machen, erfolgt nun eine exemplarische Darstellung möglicher Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken bei der Einführung von Industrie 4.0 bei einem deutschen Produzenten der Sportartikelindustrie mit Produktion am Standort Deutschland.

3.1 Stärken

Wie bereits in der Einleitung genannt, gilt Deutschland als einer der leistungsfähigsten Produktions- und Innovationsstandorte weltweit. Diesen Status hat sich Deutschland in den vergangenen Jahren hart erkämpft und der Status „made in Germany“ gilt noch immer als Gütesiegel für hochwertige Produkte. So stechen deutsche Produkte vor allem in den Kategorien Qualität und Sicherheitsstandards hervor.⁸

Die erfolgreiche Implementierung von Industrie 4.0 in deutsche Produktionsstätten (wie im vorliegenden Beispiel im Rahmen eines Sportartikelproduzenten) führt zu einer Weiterentwicklung des bisherigen Produktstandards und zu einem Ausbau der derzeitigen Produktionsstruktur. Die miteinander vernetzten Maschinen übernehmen durch ihre vollständige Vernetzung zu jeder Zeit nicht nur einfache Produktionsschritte, sondern lernen voneinander und stellen das gesammelte Wissen jederzeit vollständig (beispielsweise über eine Cloud-Lösung) jeder vernetzten Maschine und jedem vernetzten Mitarbeiter zur Verfügung. Durch immer komplexere Algorithmen lassen sich Produktionsabläufe flexibler gestalten und es wird ein Produktivitätsanstieg erreicht.

Ein Beispiel für eine solche Smart Factory der Zukunft ist adidas‘ „Speedfactory“, in der Laufschuhe kundenindividuell und innerhalb weniger Stunden kosteneffizienter als bisher produziert werden können. Die „Speedfactory“ gilt daher als „Modell für die vernetzte Produktion unter dem Schlagwort Industrie 4.0“.⁹ adidas stellt seine Produktion daher teilweise um: Vom Massenproduzenten in China mit einer immensen Stückzahl, aber wenig individualisierbaren Produktbestandteilen hin zu einer automatisierten Produktion individueller Laufschuhe. Ziel einer smarten Fabrik ist die Erreichung der Losgröße 1: die Anfertigung individueller Produkte und Einzelstücke zu Kosten der Massenfertigung. Durch diese individuellen Produkte zu mit Massenware vergleichbaren Preisen erreicht man eine hohe Kundenzufriedenheit und –bindung und somit langfristig eine Absatzsteigerung.

Ein weiterer Vorteil des deutschen Produktionsstandortes im Rahmen der Einführung der vierten industriellen Revolution ist das „Erfolgsmodell Duale Ausbildung“ ¹⁰. Mit den Möglichkeiten des deutschen Ausbildungssystems und den starken Optionen der „Wiederaufnahme organisierten Lernens nach Abschluss einer akademischen oder beruflichen Ausbildung“ (quartäre Bildung)¹¹ ist man für die nötige Kompetenzentwicklung zur Einführung der relevanten Technologien der Industrie 4.0 gewappnet.

3.2 Schwächen

Trotz der Tatsache, dass die Bundesregierung die Wichtigkeit der Industrie 4.0 erkannt hat und die „Hightech-Strategie 2020“ aufgesetzt hat, um den Herausforderungen der vierten industriellen Revolution bestmöglich zu begegnen, hinkt sie ihren eigenen Ansprüchen weit hinterher. Im Rahmen der „Digitalen Agenda 2014-2017“ setzte sich die damalige Bundesregierung zum Ziel, deutschlandweit „eine flächendeckende Breitbandinfrastruktur mit einer Downloadgeschwindigkeit von mind. 50 Mbit/s bis 2018“ zu erreichen.¹² Dieses Ziel wird jedoch verfehlt, so die Süddeutsche Zeitung: „Der Bundesnetzagentur zufolge werden zum Jahreswechsel nur etwa 80 Prozent der Haushalte einen Breitbandanschluss besitzen.“ Vor allem in Gebieten, in denen weder Glasfaser-, noch Kupferkabel verfügbar seien, läge der Anteil deutlich unter der avisierten Zielmarke von 100 Prozent.¹³

Neben dem bisher im Verhältnis zu weiteren Industrienationen schwach ausgebauten Netz der digitalen Infrastruktur, sind viele der Folgen der Implementierung von Industrie 4.0 für die beteiligten Unternehmen bisher kaum absehbar. Aus Mangel an Informationen scheuen sich viele Unternehmen vor den hohen Kosten für die Einführung neuer Technologien.

Zudem liegt aufgrund der mangelnden Informationen kaum belastbares Material vor, welche Anforderungen die vierte industrielle Revolution tatsächlich an die menschliche Arbeitskraft stellt. Vor den Herausforderungen der Industrie 4.0 stehende Unternehmen können oftmals keine konkreten Anforderungsprofile für IT-Arbeiter benennen, deren Tätigkeitsbereiche in Zukunft der Industrie 4.0 zuzurechnen wären. Darüber hinaus übersteigt die Nachfrage an qualifizierten Arbeitern der IT-Branche das aktuelle Angebot, sodass zu besetzende Stellen über lange Zeit vakant bleiben.¹⁴

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Darstellung der weltweit führenden Nationen beim Thema Industrie 4.0¹⁵

Die vorliegende Abbildung 2 veranschaulicht, dass zwar jeder vierte Befragte Deutschland für die führende Nation im Hinblick auf Industrie 4.0 hält, allerdings ist die Befragung bereits zwei Jahre alt. Die von OpenSignal durchgeführte Studie „The State of LTE“ aus Februar 2018 zeigt jedoch, dass Deutschland bei der Verfügbarkeit von 4G-Netzen lediglich auf einem Niveau von Guatemala und Albanien liegt (Verfügbarkeit in Höhe von 65,67%). Spitzenreiter ist Südkorea mit einer Verfügbarkeit in Höhe von 97,49%.¹⁶

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¹ Bitkom (2017): Industrie 4.0 – Chancen und Perspektiven für Anbieter, in Bitkom online, S. 2, Abruf: 06.03.2018

² Bundesministerium für Bildung und Forschung (o.J.): Prioritäre Zukunftsaufgaben für Wertschöpfung und Lebensqualität, in BMBF online, Abruf: 05.03.2018

³ Bundesministerium für Bildung und Forschung (2017): Fortschritt durch Forschung und Innovation, S. 18

⁴ Verein Deutscher Ingenieure e.V. (2013): Cyber-Physical Systems: Chancen und Nutzen aus Sicht der Automation, S. 2

⁵ Yokogawa (o.J.): Bausteine der Industrie 4.0, in Yokogawa online, Abruf: 05.03.2018

⁶ Wöhe et al (2016): Industrie 4.0, in Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, S. 357

⁷ Reischauer (2015): Organisation von Industrie 4.0, in zfo – Zeitschrift Führung + Organisation, S. 271f.

⁸ Scheer (2017): "Made in Germany" ist das beliebteste Label der Welt, in Spiegel online, Abruf: 05.03.2018

⁹ Köhn (2016): Schuhe aus der Hochgeschwindigkeitsfabrik, in Frankfurter Allgemeine online, Abruf: 05.03.2018

¹⁰ Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (o.J.): Erfolgsmodell Duale Ausbildung, in BMWi online, Abruf: 05.03.2018

¹¹ Leuphana Universität Lüneburg (o.J.): Begriffsdefinition „Quartäre Bildung“, in Leuphana online, Abruf: 05.03.2018

¹² Presse- und Informationsamt der Bundesregierung (o.J.): Digitale Infrastrukturen, in Die Bundesregierung online, Abruf: 05.03.2018

¹³ Müller (2017): Bundesregierung wird ihr Breitband-Ziel für 2018 verfehlen, in Süddeutsche Zeitung online, Abruf: 05.03.2018

¹⁴ Schröder (2016): Herausforderungen von Industrie 4.0 für den Mittelstand, in Friedrich-Ebert-Stiftung online, S. 17

¹⁵ Bitkom (2016): USA und Deutschland sind bei Industrie 4.0 weltweit führend, in Bitkom online, Abruf: 05.03.2018

¹⁶ OpenSignal (2018): The State of LTE (February 2018), in OpenSignal online, Abruf: 06.03.2018